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植物の移行性mRNAの輸送機構および機能に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 20H03273
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
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

野田口 理孝  名古屋大学, 生物機能開発利用研究センター, 准教授 (00647927)

研究分担者 黒谷 賢一  名古屋大学, 生物機能開発利用研究センター, 特任講師 (10402778)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2022年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2021年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2020年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
キーワード全身性シグナル伝達 / 移動性mRNA / 移動性シス配列 / RNA結合蛋白質 / 植物 / 長距離シグナル伝達
研究開始時の研究の概要

多細胞生物は、個々に機能分化した異なる器官、異なる組織が協調して働くことで、個体レベルの機能をより適切に発揮させていると考えられる。植物の全身性シグナル伝達は、篩管や道管を介した植物ホルモン、small RNA、mRNA、ペプチド、タンパク質等の分子送達で果たされていることが知られ、花成や栄養飢餓応答、乾燥ストレス応答等が全身的に制御されていることが明らかとなってきた。本研究では、それらの全身移行性分子のなかでも、生物学的な意義が未だに不明であるmRNAについて、その輸送の分子機構と植物の発生成長における働きを明らかにする。

研究成果の概要

全身移行性mRNA輸送の分子機構を調べるため、シロイヌナズナと近縁種の接木を行い、シロイヌナズナ由来の移動性mRNAを同定した。得られた移動性mRNAの配列情報から移動性mRNA に存在するモチーフを独自のプログラムを用いて抽出し、全体の94%に認められる配列の抽出に成功した。トマトについても同様の方法で解析し、同様の配列がトマト移動性mRNA に認められることが分かった。同定されたモチーフ配列をGUSレポーター遺伝子に融合して、植物での移動生を調べたところ、GUS mRNAの移動性が示唆される結果を得た。以上より、植物に保存されたmRNAの移動に関与するシス配列を同定した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

多細胞生物は、個々に機能分化した異なる器官、異なる組織が協調して働くことで、個体レベルの機能をより適切に発揮させていると考えられる。植物の全身性シグナル伝達は、篩管や道管を介した植物ホルモン、small RNA、mRNA、ペプチド、タンパク質等の分子送達で果たされていることが知られ、花成や栄養飢餓応答、乾燥ストレス応答等が全身的に制御されていることが明らかとなってきた。本研究では、それらの全身移行性分子のなかでも、生物学的な意義が未だに不明であるmRNAについて、その輸送の分子機構の一端を明らかとすることができ、今後の植物科学研究に意義深い成果を得ることができた。

報告書

(3件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 4件)

  • [雑誌論文] High-Quality Genome Sequence Resource of the Taro Pathogen Phytophthora colocasiae2022

    • 著者名/発表者名
      Kurotani Ken-ichi、Huang Chaokun、Okayasu Koji、Suzuki Takamasa、Ichihashi Yasunori、Shirasu Ken、Higashiyama Tetsuya、Niwa Masaki、Notaguchi Michitaka
    • 雑誌名

      Horticulture Research

      巻: 9

    • DOI

      10.1093/hr/uhab056

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Micrografting in Arabidopsis Using a Silicone Chip2021

    • 著者名/発表者名
      Tsutsui, H., Kawakatsu, Y., Notaguchi M
    • 雑誌名

      Bio-protocol

      巻: 11

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Cell-to-Cell Connection in Plant Grafting?Molecular Insights into Symplasmic Reconstruction2021

    • 著者名/発表者名
      Kurotani Ken-ichi、Notaguchi Michitaka
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 62 号: 9 ページ: 1362-1371

    • DOI

      10.1093/pcp/pcab109

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 植物体内を長距離移動するmRNAの研究2021

    • 著者名/発表者名
      黒谷賢一、野田口理孝
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 個体内を移動するmRNA 研究のその後2021

    • 著者名/発表者名
      野田口理孝
    • 学会等名
      さきがけ「情報協働栽培」成果報告会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 接ぎ木の科学による展望2021

    • 著者名/発表者名
      野田口理孝
    • 学会等名
      Science Cafe
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 接木の基礎研究と応用2021

    • 著者名/発表者名
      野田口理孝
    • 学会等名
      第10回超異分野学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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