2020 Fiscal Year Annual Research Report
Formation machinary and roles of chloroplast-associated organelle zones
Publicly Offered Research
| Project Area | Toward an integrative understanding of functional zones in organelles |
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| Project/Area Number |
20H04916
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
泉 正範 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 上級研究員 (80714956)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 植物 / オルガネラ / 葉緑体 / 核 / オートファジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物細胞内で光合成を担うオルガネラである「葉緑体」が関わるオルガネラゾーン（応答ゾーン、連携ゾーン）を対象に、その形成因子の同定と生理機能実証を目指す本計画において、R2年度は以下のような進展があった。
葉緑体の全分解を誘導するゾーン形成因子を同定するため、光ストレス時にオートファジー膜因子と結合する因子の質量分析による網羅的探索を行い、葉緑体に局在する複数のタンパク質が、オートファジー膜因子と結合している可能性を見出した。これらタンパク質を当該ゾーン形成の候補因子とし、その遺伝子情報等の整備を行った。また、同定済みであった葉緑体の部分分解ゾーン形成を抑制する化合物、について作用ターゲット精製に取り組んだが、当該化合物の安定性が極めて低いためにターゲット同定にまでは至らなかった。そこで、別のアプローチとして本条件においてもオートファジー膜因子と結合する因子の網羅的探索を行い、複数の候補因子を得た。それらについてさらなる解析を行うために必要な植物材料（遺伝子欠損系統等）を取り寄せる、あるいはゲノム編集により作出するとともに、遺伝子発現変動解析を行った。また、その局在を観察するための蛍光タンパク質マーカー発現株の作出を行った。
さらに、葉緑体－核連携ゾーンを含む未知のゾーン因子を同定する生化学アプローチとして、近接依存ビオチン標識のためのコンストラクト発現植物を作出、整備した。この材料を使用して、実際に葉緑体包膜に近接する未知のゾーン構成因子を同定するための解析系を構築した。
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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
葉緑体が関わるゾーン形成を抑制する化合物を用いた解析など、想定通り進まなかった解析もあったが、別のアプローチとして生化学的な解析を進めることができた。また他の項目についても、ゾーン因子候補の同定や、そのための材料整備が進んでいるため、本研究はおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究で目指す「ゾーンの生理機能実証」のためには、その解析に必要な植物材料の整備が必要だが、解析・種取りのサイクルを経る必要があるため、材料整備に一定の時間を要することが予想される。そこで研究期間内の目標達成を目指すために、ゾーン因子候補の評価と並行しながらそれら材料整備を進めていく。
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