| 研究課題/領域番号 |
20K12169
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分63020:放射線影響関連
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| 研究機関 | 関東学院大学 |
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研究代表者 |
近藤 陽一 関東学院大学, 理工学部, 教授 (00391954)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | UV-B / ゼニゴケ / UVR8 / 転写因子 / UV-B応答 / 陸上植物 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年、植物のUV-B防御、応答機構は、被子植物であるシロイヌナズナにおいてUV-B受容体UVR8が発見され、理解が進みつつある。しかしUVR8がどのようにしてUV-B依存的な応答を制御しているのか、未だ不明な点が多い。本研究代表者は、陸上植物のモデル植物ゼニゴケを用いた研究から、UV-B防御において重要な遺伝子の活性化に関わるタンパク質の一群と、UVR8が相互作用することを示唆する結果を得た。本研究は、ゼニゴケとシロイヌナズナを用いて、植物のUV-B応答におけるこの相互作用の重要性を様々な方法で検証することで、陸上植物のUV-Bに対する防御機構の一端を明らかにすることを目指している。
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| 研究実績の概要 |
我々の研究室では陸上植物のUV-B応答機構の基盤となる仕組みについて解明するため、基部陸上植物ゼニゴケを材料としてUV-B応答の研究を行っている。この研究の中で、UV-B吸収色素を含むフラボノイド合成酵素の鍵酵素であるMpCHSをコードする遺伝子の発現が、ゼニゴケのUV-B受容体であるMpUVR8による厳密な制御を受けていることが分かった。本研究の目的は、MpUVR8による発現制御が、MpCHS遺伝子の発現を活性化する転写因子との物理的な相互作用により為されている可能性を検証し、さらにこの仕組みの生理的役割を解明することである。
2022年度までにMpCHSの発現を制御している転写因子MpMYB14と、MpUVR8の相互作用が確認できた。しかしながらMpCHS遺伝子の発現制御に、必ずしもMpUVR8が必要ではないことも確認されている。2023年度は、野生型バックグラウンドと、MpUVR8の欠損変異体バックグラウンドのMpMYB14過剰発現体を用いて、UV-B照射条件下におけるMpCHSの発現量を解析することで、MpUVR8とMpMYB14の相互作用の生理学的役割の解明を試みた。1-3時間のUV-B照射条件下でのMpCHSの発現量を予備的に解析した結果、両バックグラウンドのMpMYB14過剰発現体間で、大きな発現量の差は見いだせなかった。
MpMYB14過剰発現体を用いた解析が予備的にしかできなかたのは、この過剰発原体が無性芽を作る能力を失っていることが原因である。これは無性芽を作るための杯状体で、本来発現しないはずのMpMYB14が過剰発現された結果であると推測される。環境ストレス応答を制御する転写因子MpMYB14が、栄養繁殖と拮抗的に機能することは興味深い。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
2020年度より始まったコロナ禍により大幅に研究の進捗が遅れたが、2022年度中には研究環境がコロナ禍前に戻ったと言える状況にはなっている。そのような状況の中、当初の方法（酵母ツーハイブリッドシステム）ではMpUVR8とMpMYB14の相互作用を確認することができなかったため、進捗については遅れている状況である。その後、異なる方法（BiFC法）により相互作用が確認できたが、当初の進捗の遅れは取り戻せていない。またMpMYB14の過剰発現体が無性芽を作らないという、当初予期していなかった状況になったことから、異なる手法でMpMYB14の過剰発現体を作製し直す必要性も生じている。そのため、コロナ禍による影響も含めて、当初3年間としていた研究計画を2年間延長し、5年間とした。
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| 今後の研究の推進方策 |
MpUVR8とMpMYB14の物理的な相互作用が見いだせたことから、この相互作用の生理学的機能を解明することが本研究の重要な到達点である。しかしながら、その解析のための主たる実験材料である野生型バックグラウンド、MpUVR8の欠損変異体バックグラウンドのMpMYB14過剰発現体が、無性芽を作る能力を失ってしまうという問題に直面している。
そこでゼニゴケの成長点では発現しないプロモーターを用いて、再度両バックグラウンドのMpMYB14過剰発原体を作製し、UV-B照射条件下でのMpCHSの発現量の解析を試みる。これらの過剰発現体は無性芽を作るはずなので、両バックグラウンド間で条件を合わせて、詳細な発現解析が可能になるはずである。構築した実験系を利用して、特にUV-B照射時間を1時間以内と短くして、MpCHSの発現解析を行う予定である。極端に短いUV-B照射により、UVR8依存的なシグナル伝達系によるMpCHSの発現誘導が起こる前に、UVR8タンパク質と過剰発現したMpMYB14によるMpCHSの発現制御を解析できるはずである。
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