2023 Fiscal Year Annual Research Report
植物ユビキチンリガーゼの鉄・亜鉛スイッチングによる鉄感知の実体解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Integrated Biometal Science: Research to Explore Dynamics of Metals in Cellular System |
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| Project/Area Number |
22H04817
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| Research Institution | Ishikawa Prefectural University |
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Principal Investigator |
小林 高範 石川県立大学, 生物資源環境学部, 教授 (70590206)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 鉄欠乏 / ユビキチンリガーゼ / センサー / イネ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
イネのHRZ（OsHRZ1、OsHRZ2）のN末端側のヘムエリスリンドメインを全て欠失したHRZは、完全長と同様に亜鉛との結合により自己ユビキチン化活性が増大することが示唆された。
ゲノム編集でOsHRZ1、OsHRZ2 のC末端側の4種のドメインのそれぞれに変異を導入したイネ系統のうち、6種類のホモまたはバイアリルの変異を持つ非形質転換系統を確立した。これらのうちOsHRZ1に変異を持つ系統はいずれも、合成培土で生育させると玄米中に野生型イネの約2～3倍の鉄を蓄積した。また、鉄欠乏水耕栽培および石灰質土壌のポット栽培で顕著な鉄欠乏耐性を示した。一方、OsHRZ2に変異を持つ系統はいずれも、玄米中に野生型イネの約1.2～2倍の鉄を蓄積した。また、鉄欠乏水耕栽培で若干の鉄欠乏耐性を示した。以上の結果から、鉄または亜鉛と結合するCTCHY Zn-fingerドメイン、RING Zn-fingerドメイン、Rubredoxin-type foldはいずれもOsHRZ1、OsHRZ2の機能に必須であることが示された。
HRZプロモーターの制御下でOsHRZ1と beta-glucuronidase (GUS) との融合タンパク質を発現させる形質転換イネを鉄欠乏で水耕栽培したところ、ヘムエリスリンドメインを全て欠失したOsHRZ1を導入した１系統のみ鉄欠乏感受性を示した。また、GUSの酵素活性は幼植物体で検出されたが、成植物体では顕著な活性は検出されなかった。以上の結果から、OsHRZ1はイネ体内で非常に分解されやすく、その分解活性は金属結合ドメインと成長段階または組織に依存していることが示唆された。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] 三価鉄還元酵素及びニコチアナミン生合成酵素遺伝子を導入し，鉄欠乏耐性能を付与したポプラの作出2024
Author(s)
増田 寛志, 成田 匠, メイサン アウン, 前田 慶介, 坂本 真吾, 小林 高範, 勝田 幹也, 小川 敦史, 頼 泰樹, 松本 武彦, 服部 浩之, 光田 展隆, 西澤 直子
Organizer
第65回日本植物生理学会年会
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