2015 Fiscal Year Annual Research Report
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26292191
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
華岡 光正 千葉大学, 園芸学研究科, 准教授 (30508122)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 葉緑体 / 概日時計 / ストレス応答 / シグマ因子 / 転写制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
固着生活を営む植物は、過酷な自然環境下で生き抜くための独自のストレス適応戦略を持っている。従来のストレス応答の研究は、実際にストレス環境下におかれた際の植物の応答を調べるものであったが、本研究では視点を大きく変えて、来たるべきストレスを「待ちかまえる」植物独自の新しい環境適応戦略を明らかにすることを目的とした。特に、昼夜の明暗サイクルに適応するための内在システムである概日時計の生理的役割に着目し、細胞核と葉緑体間における時間シグナル伝達機構の解析を通じて、概日時計による葉緑体機能制御と、昼夜の光環境変化によるストレスから光合成機能を守るメカニズムの解明を目指した。
27年度は、葉緑体の様々な状態を核の遺伝子発現に伝える「プラスチドシグナル」と呼ばれる情報伝達経路に注目して研究を行った。葉緑体の光合成機能制御にあたっては、実際の光合成の場である葉緑体の状態をモニターするメカニズムが存在するとの仮説に立ち、ノルフラゾン（カロテノイド合成の阻害）やリンコマイシン（葉緑体RNAの翻訳阻害）など葉緑体の機能を特異的に阻害する薬剤を用いて、核遺伝子の発現パターンの変化を調べた。その結果、概日時計の中心振動体を構成する遺伝子の発現には葉緑体機能阻害の影響が見られなかったが、葉緑体で機能する光合成関連遺伝子CAB3の発現リズムは失われることが分かった。このことから、通常の環境においては夜明け前の時間情報を正常に葉緑体に伝えることができるが、受け手側の葉緑体に異常が起こると、概日時計を利用した「待ちかまえる」ストレス応答ではなく、通常のストレス応答に切り替わることが予想され、その制御に葉緑体から核へのプラスチドシグナルが関与することが示唆された。
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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
研究計画に記載した内容にしたがって順調に進められている。概日時計による葉緑体遺伝子の発現制御、また葉緑体機能阻害による核遺伝子の発現パターン変化を捉えることができ、双方向のシグナル伝達が重要であることを明らかにし、今後の研究に繋ぐことができたと考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度に行った研究で残された課題として、明確な表現型変化の観察やターゲット遺伝子の拡充など、論文投稿に向けてさらに細かい点を押さえる必要があり、それらは28年度の早い段階で完了させていきたい。基本的には当初の研究計画にしたがって3年目以降の研究を進める。計画を上回る成果を挙げられるよう、効率的な研究推進に努める。
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| Causes of Carryover |
研究協力者の雇用を予定していたが、適切な候補者を見つけることができなかったため。また、4年間の研究計画の特に後半に重要な課題が多く含まれるので、研究費総額との兼ね合いで、3-4年目である平成28-29年度に雇用することがより効果的であると考えられたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度（平成28年度）の4月より研究協力者を雇用することが決定しており、平成28-29年度は人件費として相応の経費が必要となることが見込まれている。学術研究助成基金助成金は全く使用してこなかったが、平成28-29年度で効率的に使用していく予定である。
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