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トレニアを用いた花粉管誘導における生理活性糖鎖AMORの作用メカニズム解明

研究課題

研究課題/領域番号 19F19091
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
審査区分 小区分44030:植物分子および生理科学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

東山 哲也  名古屋大学, 理学研究科(WPI), 教授 (00313205)

研究分担者 SU SHIHAO  名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2020年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2019年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード花粉管誘導 / 生理活性糖鎖 / AMOR / トレニア
研究開始時の研究の概要

トレニアを材料に用いて、AMORを担うAGPの候補遺伝子を抽出し、雌しべの発生過程を通じた時空間的な発現プロファイルを得るとともに、破壊した遺伝子の受精能獲得に対する役割を明らかにする。また糖鎖修飾を担う酵素遺伝子の候補について、生化学的な活性や、発現プロファイル、糖鎖の分布との連関を調べる。受容体については、花粉管で働く受容体様キナーゼなどを候補として抽出し、ノックアウトを行うことで探索を進める。

研究実績の概要

植物の細胞壁に含まれる糖鎖を介した細胞間シグナリングは、植物の発生や生長に極めて重要と想定されてきたにも関わらず、これまで全く未開拓な状況であると言える。そこで、当研究室で新たに発見された、植物の受精を促進する生理活性糖であるAMORに着眼し、AMORが発見された植物であるトレニアにおいて分子生物学的なアプローチを駆使して、AMORの生合成や受容体に関する研究を展開することを目指した。

AMORは化学合成した末端の2糖だけでも活性をもつ。しかし天然のAMOR(アラビノガラクタンタンパク質;AGP)については不明な点が多い。そこで、AMORを担うAGPや糖鎖修飾酵素の候補、そしてこれに加え花粉管で働くレクチンドメインをもつ受容体様キナーゼなど受容体遺伝子の候補を、ゲノムデータおよび雌しべ組織を用いたトランスクリプトームデータから抽出した。抽出した遺伝子群についてゲノム編集を進め、ノックアウトラインを得ることに成功した。また、in situ hybridization法により遺伝子発現パターンを解析した。これらは植物糖鎖シグナリングの理解に対して重要な成果であり、引き続き共同研究として解析を進めていく。

またトレニアにおけるゲノム編集研究の基盤として、安定的なゲノム編集の方法の確立や、トレニアゲノムプロジェクトの取りまとめ作業も進めた。これらを基盤に、トレニアの花粉管誘導に関わる複数の遺伝子候補のノックアウトラインも確立した。トレニアを用いた植物生殖研究を共同研究として続けていく基盤となる。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] GPI-Anchored Proteins Cooperate in the Long Journey of the Pollen Tube2020

    • 著者名/発表者名
      Su Shihao、Nagae Takuya T.、Higashiyama Tetsuya
    • 雑誌名

      Molecular Plant

      巻: 13 号: 1 ページ: 8-10

    • DOI

      10.1016/j.molp.2019.12.009

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A homolog of the ALOG family controls corolla tube differentiation in Torenia fournieri2019

    • 著者名/発表者名
      Xiao Wei、Su Shihao、Higashiyama Tetsuya、Luo Da
    • 雑誌名

      Development

      巻: 146

    • DOI

      10.1242/dev.177410

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 花の中で流れている時間:雄と雌のカウントダウン2020

    • 著者名/発表者名
      東山哲也
    • 学会等名
      第27回日本時間生物学会学術大会シンポジウム「植物の生殖と時間生物学」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生命科学とその技術を根底から変えるゲノム編集2020

    • 著者名/発表者名
      東山哲也
    • 学会等名
      ノーベル賞特別講演会「ブラックホールとゲノム編集」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 花粉管の誘引物質LUREsへの応答能を付与する糖鎖因子AMORの作用機序の解明にむけて2020

    • 著者名/発表者名
      水上茜、蘇詩豪、草野修平、萩原伸也、東山哲也
    • 学会等名
      日本植物学会第84回年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 花粉管に誘引物質への応答能を付与する糖鎖AMORの発見と作用機序の解明にむけて ー糖鎖が描く植物の受精ー2020

    • 著者名/発表者名
      水上茜、蘇詩豪、草野修平、萩原伸也、東山哲也
    • 学会等名
      日本分子生物学会第43回年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Key signalling molecules in pollen tube guidance2020

    • 著者名/発表者名
      Higashiyama Tetsuya
    • 学会等名
      Symposium Down Under: Mechanisms controlling plant reproduction
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 糖鎖生物学2020

    • 著者名/発表者名
      北島 健、佐藤 ちひろ、門松 健治、加藤 晃一
    • 総ページ数
      306
    • 出版者
      名古屋大学出版会
    • ISBN
      9784815809812
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 「ゲノム編集」高精度で簡単な新手法 「研究現場を一変させた」

    • URL

      https://www.chunichi.co.jp/article/133582

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-05-29   更新日: 2024-03-26  

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