2015 Fiscal Year Research-status Report
植物にATG5/ATG7非依存性のオートファジー経路は存在するか？
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26660286
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
石田 宏幸 東北大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (60312625)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | オートファジー / 葉緑体 / オルガネラ / 栄養リサイクル / 老化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
独立栄養生物である植物にとって、必須栄養素やエネルギーの体内リサイクルは過酷な環境下での生存戦略の一つとして極めて重要な意味を持つ。これらのリサイクル機構には、細胞自己分解システム「オートファジー」が、重要な役割を担っていることが明らかになりつつある。酵母で同定されたオートファジーに必須の遺伝子群ATGsは植物を含めた真核生物全般で保存されており、オートファジーの中核的なメカニズムは共通とされる。しかし、ATGを欠損するシロイヌナズナ変異体は基本的な生活環を完結することから、動物で報告されたように従来型とは異なる新奇オートファジー経路の存在が示唆される。本研究では、植物におけるATG非依存性の新奇オートファジー経路の存在について明らかにするとともに、その従来型オートファジーとの関係について検証することを目的として、今年度は昨年度に引き続き新奇オートファジー経路の可視化系の構築について進めた。3種類のコンストラクト（35S:mKeima、35S:TP-mKeima、SAG12:SAG12-mRFP）を作成した。これらのコンストラクトを用いてシロイヌナズナ野生体の形質転換を行った。得られた複数の形質転換体候補種子の選抜を行い、目的の蛍光タンパク質が正しくより多く発現する個体の同定を進めた。さらにこれらのコンストラクトの導入が確認された形質転換体とオートファジー欠損変異体（atg5-1およびatg7-2）の交配を進め、F1種子を獲得した。また並行してオートファジー欠損変異体における葉緑体の消長（オルガネラのサイズや細胞当たりの数）について顕微鏡による定量解析を進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
初年度に完了する予定であったコンストラクトの野生体における有効性の確認の遅れを引きずる形で、今年度も当初の計画からは遅れている状況にある。35S:mKeimaまたは35S:TP-mKeimaを発現するatg5-1およびatg7-2の準備が、交配に一定時間を要するために完了しなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
35S:mKeimaまたは35S:TP-mKeimaを発現する形質転換体とatg5-1またはatg7-2を交配して得たF1種子を播種し自殖F2種子を早急に獲得する予定である。また今年度から着手したオートファジー欠損変異体における葉緑体の消長の顕微鏡による定量解析をさらに推進していく。
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| Causes of Carryover |
今年度はATG非依存性のオートファジー経路の存在について検証する中心材料である35S:mKeima、35S:TP-mKeimaを発現するオートファジー欠損変異体（atg5-1およびatg7-2）の作成まで至らなかった。そのため、その検証に要する物品費や人件費、その成果発表に係る旅費やその他の経費が未使用となった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
ATG非依存性のオートファジー経路の存在について検証するため、物品費は植物栽培用品20個として計20万円、薬品20個として計20万円、旅費は国内学会発表用に2人、1回づつで20万円、人件費は植物栽培の補助に１人、２か月で20万円程度を使用する予定である。
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[Journal Article] From Arabidopsis to cereal crops: Conservation of chloroplast protein degradation by autophagy indicates its fundamental role in plant productivity2015
Author(s)
Izumi, M., Hidema, J., Ishida, H.
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Journal Title
Izumi, M., Hidema, J., Ishida, H.
Volume: 10
Pages: －
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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