クレブソルミディウムのTIR1を介さないオーキシン応答を誘導する転写因子の探索

Research Project

Project/Area Number	18K06280
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 44030:Plant molecular biology and physiology-related
Research Institution	Tokyo Institute of Technology
Principal Investigator	堀孝一東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (70453967)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help	¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000) Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000) Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords	植物進化 / 藻類 / クレブソルミディウム / オーキシン / 車軸藻類
Outline of Annual Research Achievements	本研究課題は、陸上植物の主要なオーキシン応答経路を獲得する前段階にある車軸藻植物門のクレブソルミディウムに着目し、クレブソルミディウムのオーキシン一次応答に関与する転写因子の同定と機能解析を行う事により、陸上植物のオーキシン情報伝達経路の出現過程を解明する事が目標である。本年度行った研究の中でも、クレブソルミディウムにおいてオーキシン一次応答に関わる転写因子を探索するために、ベンサミアナタバコを用いたレポーターアッセイによる候補転写因子のスクリーニングを試みた結果、大きな進展が見られた。まず、クレブソルミディウムのオーキシン応答性遺伝子のシス配列解析と既知の転写因子結合配列から転写因子候補の絞り込みを行った。その結果、クレブソルミディウムの全遺伝子から推定した、４６種類、約２４０遺伝子の転写因子のうち、３種類１６遺伝子がオーキシン一次応答に関わる候補転写因子として絞り込まれた。この中から偽遺伝子を除いた１１遺伝子をクローニングし、それぞれをクレブソルミディウムのオーキシン誘導性プロモーターと同時にベンサミアナタバコに導入した。クレブソルミディウムのオーキシン誘導性プロモーターは、我々がオーキシン応答遺伝子として同定したKnLBD1プロモーターを用い、レポーターとしてGUS遺伝子を下流に配置した。その結果、１１の候補のうちの１つの転写因子が、KnLBD1プロモーターと相互作用してGUS活性を誘導していることが明らかとなった。このことは、この転写因子がクレブソルミディウムのオーキシン応答において一次応答を引き起こす有力な候補であることを意味する。したがって、この転写因子がクレブソルミディウムのオーキシン一次応答に関与する事が実証できれば、その特性を明らかにし、他生物種と比較解析を行うことで陸上植物のオーキシン情報伝達経路の出現過程の議論が可能になると期待できる。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 本研究課題を達成するためには、クレブソルミディウムのオーキシン一次応答に関与する転写因子を同定する事が、最も重要であり必須となる。したがって、本年度にその有力な候補が得られたことは、本研究課題の達成に向けて大きく近づくことができたと考えられる。今後、この候補転写因子がオーキシン一次応答に関与しているかどうか、更なる解析を行う事や、機能解析のための技術的なハードルを乗り越える必要があるが、全体として計画通り順調に進行している。
Strategy for Future Research Activity	この候補転写因子がオーキシン一次応答に関与しているかどうか実証する事が、今後の最優先の課題である。そのために予定通り、KnLBD1プロモーター以外のオーキシン一次応答遺伝子を同定し、候補転写因子が広くオーキシン一次応答に関与しているか実証を目指す。また、候補転写因子の結合配列を同定し、その特性を明らかにするともに、機能解析をおこなうためにクレブソルミディウムの形質転換系を中心とした技術開発を遂行する。