2015 Fiscal Year Annual Research Report
植物の背丈伸長を制御するペプチドリガンド－受容体ペアのシグナル伝達と特異性の解析
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26291057
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
鳥居 啓子 名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 客員教授 (60506103)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 植物生長 / ペプチドホルモン / 受容体キナーゼ / バイオマス / 細胞間シグナル伝達 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多細胞体の発生と分化は細胞間の密なコミュニケーションを介して起こる。特に、高等植物の細胞は細胞壁に囲まれており、自在に移動・変形することが出来ない。そのため、発生途中の細胞群が情報因子をやりとりし適切なタイミングで異なる組織へと分化していくことが重要である。近年、植物の発生におけるペプチドホルモン因子の重要性がクローズアップされてきた。シロイヌナズナEPIDERMAL PATTERNING FACTOR (PEF)/EPF-LIKE (EPFL)ペプチドファミリーの各メンバーは、広く発現するERECTA受容体を介して、表皮における気孔系譜と隣接細胞との協調による気孔の密度と分布の制御、そして内皮と篩部とのコミュニケーションによる背丈の伸長という、どちらも植物の生長と生存に必須な発生現象を担うことが解ってきた。これら２つの発生現象におけるリガンド-受容体ペアの生体内での特異性を明らかにするため、ペアの組み合わせを変えて内皮－篩部に発現させ効果を調べている。また、申請者が所属する名古屋大ITbMの強みであるペプチドライゲーションの最先端技術を駆使して、無数のEPF様キメラペプチドを合成し、背丈伸長と気孔発生に異なった活性を有するペプチドを同定する。さらには質量分析を用いて、ERECTA受容体のin vivoでのリン酸化部位の同定および（以前からERECTA受容体と複合体を作り気孔の発生を調節することが知られているTMMとBAK1/SERKs以外の）受容体候補を同定した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究はおおむね順調に進行しているが、もう少し進展が期待されるべきだと思う。所属機関(WPI-ITbM)おいて期待されている有力な外国人博士研究員の採用に苦戦していることが理由としてあげられる。H２７年度の間に一連のプロモータースワップ実験のための形質転換植物の作成が完了した。中でも、EPFLペプチドファミリーメンバーの新しい機能を発見したことは言及に値する。また、共同研究を通してプロテオミクスのデータも出そろってきたため、その解析から最終年度への成果につなげたい。
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| Strategy for Future Research Activity |
H27年度に、プロモータスワップの手法を用いて１１種類すべてのEPF/EPFLペプチド遺伝子を、（１）気孔系譜；（２）茎の内皮に発現する形質転換体を作出した。それらの表現型の解析することにより 、どのEPF/EPFL遺伝子がERECTA受容体を介した気孔の発生抑制と茎伸長を促進する生理活性を持つかを明らかにする。レポーター遺伝子を導入し１１のEPF/EPFLペプチドの発現部位を明確にするとともに、ゲノム編集技術によるノックアウト表現型を解析する。さらにはリン酸化プロテオミクスにより同定されたERECTA受容体のin vivoリン酸化部位の中で、気孔の発生と茎伸長に特異的に関わる部位がないかどうかを探索する予定である。そのため、リン酸化部位のアミノ酸をアラニン（非リン酸化）、アスパラギン酸（リン酸模倣）に置換させたERECTA受容体を植物体に導入し、気孔の発生と茎の伸長へ及ぼす効果を解析する。
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| Causes of Carryover |
本研究に関わるポスドクの人件費が他制度の資金から支出されたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本研究の推進のために新たな人材の雇用に用いる。また、本研究による成果を学会•国際会議にて発表するための出張費、そして論文として発表する際の出版費にも用いる。
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