| Project/Area Number |
23K26863
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| Project/Area Number (Other) |
23H02170 (2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 38060:Applied molecular and cellular biology-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
佐藤 長緒 北海道大学, 理学研究院, 准教授 (50609724)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
眞木 美帆 北海道大学, 理学研究院, 博士研究員 (20967749)
高木 純平 北海道大学, 理学研究院, 助教 (80740331)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥18,980,000 (Direct Cost: ¥14,600,000、Indirect Cost: ¥4,380,000)
Fiscal Year 2025: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2023: ¥8,970,000 (Direct Cost: ¥6,900,000、Indirect Cost: ¥2,070,000)
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| Keywords | 環境応答 / リン酸化 / ユビキチン化 / 環境ストレス |
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| Outline of Research at the Start |
植物は，細胞内の栄養状態に応じて代謝，成長を巧みに制御しながら生存している。糖は，エネルギー源や炭素骨格として代謝に重要であることに加えて，細胞内シグナル伝達系を介して，多様な生理現象に関与することも知られている。糖は，病原体感染に対する植物の抵抗性（植物免疫）強化にも関与することが知られているが，糖代謝経路の複雑さやシグナル分子としての機能解析の難しさから，糖がどのような細胞内シグナル伝達機構を介して植物免疫に作用するかは長年不明であった。本研究では，これまで申請者が独自に進めてきた栄養シグナル伝達や環境応答に関する研究成果をもとに，糖に応答した植物免疫活性制御機構を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，糖による植物の免疫活性制御機構の解明を目指す。糖は，エネルギー源や炭素骨格として細胞活動を支えるのに加えて，それ自身がシグナル分子として機能し，植物の成長に大きな影響を与える。糖シグナルは，代謝制御にとどまらず，老化や花成といった植物の高次生命現象も制御する。さらに，糖は，病原体感染に対する植物の抵抗性（植物免疫）強化にも関与することが知られている。しかし，糖が具体的にどのような分子機構により植物免疫活性に作用するかは長年不明であった。本研究では，糖シグナル伝達に関与するタンパク質機能に着目し，これまで不明であった糖による植物免疫活性強化の分子機構を解明する。本研究では「糖による植物免疫活性強化機構」の解明を目指して，以下3つの研究課題を実施する。
計画 1）糖シグナルと植物免疫シグナル相互作用に関与するキナーゼの機能解析
計画 2）糖シグナルと植物免疫シグナル相互作用に関与するユビキチンシグナルの解析
計画 3）糖応答性植物免疫制御に関わる因子の生理機能解析
当該年度は，プロトプラスト細胞での一過的発現系を用いたレポーターアッセイを用いて，
糖による植物免疫強化に関与するキナーゼおよびその標的経路について知見を得た。また、酵母2ハイブリッド法やin vitroアッセイから，キナーゼのリン酸化標的因子の絞り込みを行った。加えて、酵母2ハイブリッド法やシロイヌナズナ株を用いたウェスタンブロット実験から、脱ユビキチン化酵素の標的因子についても解析を行った。
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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
本研究課題を構成する各実験課題に関して，いずれも進捗が見られた。
特に，糖による植物免疫強化に関与するリン酸化酵素の標的因子について重要な知見が得られた。また，糖によるキナーゼ活性変動に関する知見を得た。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで得られた研究成果をもとに，より詳しい解析を進めていく。糖による植物免疫強化に関わるキナーゼや標的タンパク質の生理機能についてより詳しい解析を実施する。加えて、脱ユビキチン化酵素と標的候補についても解析を進める。
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