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植物における機能未知の分泌型ペプチド性シグナル群の機能解明を目指した萌芽的戦略

研究課題

研究課題/領域番号 20K21422
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分44:細胞レベルから個体レベルの生物学およびその関連分野
研究機関名古屋大学

研究代表者

打田 直行  名古屋大学, 遺伝子実験施設, 教授 (40467692)

研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2020年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード分泌ペプチド / 変異体 / 環境応答 / シグナルセンター
研究開始時の研究の概要

多細胞生物の発生や環境応答などに関わる内在性の新シグナル分子が1つ発見され、その機能に迫る最初のきっかけさえ報告されると、それを皮切りにその関連事象の解明が世界中で始まる。新重要シグナルの発見は、往々にしてそれ以前までの制御モデルの改訂や大きな見直しにつながることから、その分野の発展の大きな節目となるなど、新シグナル分子の機能の発見1つ1つが新しい研究展開・研究転換の萌芽的起点となる。しかし、その最初のきっかけの発見が最も難しい壁である。そこで本研究では、独自に整備する変異体ライブラリーを活用することで、機能未知の植物のペプチド性の分泌シグナル群の機能解明を行う。

研究成果の概要

本研究では、植物の機能未知分泌ペプチドの中から新機能を持つ因子を同定し、その機能や発現部位とそれらの環境依存性を特定することを目指した。各種のデータベースから細胞種特異的な発現パターンを示すと推定された分泌ペプチドを約80個選び、変異体コレクションを整備した。類似遺伝子が存在する場合には多重変異体も作成した。これら変異体群をいくつかの培養条件で栽培し、表現型を示すものを選抜した。興味深い表現型を示した因子の発現パターンの解析も行なった。その結果、通常は目立った表現型を示さないものの、自身の発現に関わるストレスに晒された時のみ変異体に表現型があらわれるような因子を複数同定することができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

多細胞生物の発生や環境応答などに関わる内在性の新重要シグナルの発見は、それ以前までの制御モデルの改訂や大きな見直しにつながることから、その分野の発展の大きな節目となることが多く、新シグナル分子の機能の発見1つ1つが新しい研究展開・研究転換の萌芽的起点となる。とりわけ、環境応答に関わるシグナル経路は、気候変動などにより変動する環境下でも生存できる植物種や農作品種の創出にも貢献できる可能性もあり、今後の活用が期待される。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (1件)

  • [国際共同研究] テキサス大学(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Identification of a pluripotency-inducing small compound, PLU, that induces callus formation via Heat Shock Protein 90-mediated activation of auxin signaling.2023

    • 著者名/発表者名
      Nakashima Y, Kobayashi Y, Murao M, Kato R, Endo H, Higo A, Iwasaki R, Kojima M, Takebayashi Y, Sato A, Nomoto M, Sakakibara H, Tada Y, Itami K, Kimura S, Hagihara S, Torii KU, Uchida N
    • 雑誌名

      Front. Plant Sci.

      巻: 14 ページ: 1099587-1099587

    • DOI

      10.3389/fpls.2023.1099587

    • 関連する報告書
      2022 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] EPFL peptide signaling ensures robust self‐pollination success under cool temperature stress by aligning the length of the stamen and pistil.2023

    • 著者名/発表者名
      Negoro S, Hirabayashi T, Iwasaki R, Torii KU, Uchida N
    • 雑誌名

      Plant Cell Environ.

      巻: 46 号: 2 ページ: 451-463

    • DOI

      10.1111/pce.14498

    • 関連する報告書
      2022 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] A peptide pair coordinates regular ovule initiation patterns with seed number and fruit size.2020

    • 著者名/発表者名
      Kawamoto N, Pino Del Carpio D, Hofmann A, Mizuta Y, Kurihara D, Higashiyama T, Uchida N, Torii KU, Colombo L, Groth G, Simon R
    • 雑誌名

      Curr. Biol.

      巻: 30 号: 22 ページ: 4352-4361

    • DOI

      10.1016/j.cub.2020.08.050

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Induction of Multichotomous Branching by CLAVATA Peptide in Marchantia polymorpha2020

    • 著者名/発表者名
      Hirakawa Yuki、Fujimoto Toko、Ishida Sakiko、Uchida Naoyuki、Sawa Shinichiro、Kiyosue Tomohiro、Ishizaki Kimitsune、Nishihama Ryuichi、Kohchi Takayuki、Bowman John L.
    • 雑誌名

      Current Biology

      巻: 30 号: 19 ページ: 3833-3840

    • DOI

      10.1016/j.cub.2020.07.016

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A super-sensitive auxin-inducible degron system with an engineered auxin-TIR1 pair.2020

    • 著者名/発表者名
      Kohei Nishimura , Ryotaro Yamada , Shinya Hagihara , Rie Iwasaki , Naoyuki Uchida , Takumi Kamura , Koji Takahashi , Keiko U Torii , Tatsuo Fukagawa
    • 雑誌名

      Nucleic acids research

      巻: 48 号: 18 ページ: e108-e108

    • DOI

      10.1093/nar/gkaa748

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Manipulation of plant hormone responses and its application to rapid depletion of target proteins in animal cells2020

    • 著者名/発表者名
      Uchida N
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会 シンポジウム「Accelerating life sciences and drug discovery through whole-animal chemical biology」
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-08-03   更新日: 2024-01-30  

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