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真核生物におけるppGppの機能解明を目指した分子プローブの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21H02075
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37030:ケミカルバイオロジー関連
研究機関東京工業大学

研究代表者

清尾 康志  東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (20313356)

研究分担者 増田 真二  東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (30373369)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2023年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2022年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2021年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワードppGpp / 緊縮応答 / 分子プローブ / 植物 / グアノシンテトラリン酸 / リン酸化反応 / 緊縮応答分子
研究開始時の研究の概要

初年度はppGppを固定化したアフィニティービーズを作製し、シロイヌナズナなど真核生物由来タンパク質とppGppとの相互作用を明らかにする。
また、2022年度は低親和性のタンパク質を解析するために光クロスリンク能をもったppGpp誘導体を固定化したビーズを合成し、ppGpp結合タンパク質を網羅的に同定する。
さらに2023年度はここまでに得られたppGppの機能に関する情報を実験的に確認するために、細胞透過型ppGppを投与した細胞の挙動を解析するとともに、ppGpp結合タンパク質遺伝子の変異体などを作製しその機能を明らかにする。

研究成果の概要

本研究ではppGppが固定化されたアフィニティービーズを作製し、真核生物からppGpp結合タンパク質を単離・同定する技術の開発と同定したタンパク質の機能解析を行い、真核細胞におけるppGppの機能発現メカニズムを解明するための方法論を確立することを目的に研究を行った。分子内にビオチンを有する2種類の分子プローブの創製に成功し、そのひとつを用いてppGpp結合タンパク質を同定するための実験を行い、複数の候補タンパク質を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では植物の光合成の制御分子であるppGppに関して、その誘導体の合成法の開発とその植物での機能探索のための研究を行った。本研究の成果はバイオテクノロジーに有用なppGppの化学的合成に関する知見を提供するとともに、植物の機能制御に関する新しい視点を提供するものとして学術的・社会的に意義が大きい。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Complete loss of RelA and SpoT homologs in Arabidopsis reveals the importance of the plastidial stringent response in the interplay between chloroplast metabolism and plant defense response.2023

    • 著者名/発表者名
      Inazu, M., Nemoto, T., Omata, Y., Suzuki, S., Ono, S., Kanno, Y., Seo, M., Oikawa, A. and Masuda, S.
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology,

      巻: 00 号: 4 ページ: 631-643

    • DOI

      10.1093/pcp/pcad136

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Insertion of a methylene group into the backbone of an antisense oligonucleotide reveals the importance of deoxyribose recognition by RNase H2022

    • 著者名/発表者名
      Masaki Yoshiaki、Tabira Ayano、Hattori Shihori、Wakatsuki Shunsuke、Seio Kohji
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: 20 号: 45 ページ: 8917-8924

    • DOI

      10.1039/d2ob01667b

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Metabolic changes contributing to large biomass production in the Arabidopsis ppGpp-accumulating mutant under nitrogen defciency2022

    • 著者名/発表者名
      Mina Goto, Akira Oikawa, Shinji Masuda
    • 雑誌名

      Planta

      巻: 255 号: 2 ページ: 48-48

    • DOI

      10.1007/s00425-022-03835-0

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 光架橋ビオチンリンカーを有するグアノシンテトラリン酸類似体の合成2024

    • 著者名/発表者名
      鈴木 雄大、須田 雪音、井分 彩乃、正木 慶昭、清尾 康志
    • 学会等名
      日本化学会第104春季年会(2024)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナの大腸菌GppAホモログはグアノシン-5-リン酸の脱リン酸化を行う2024

    • 著者名/発表者名
      根本岳忠、稲津匡孝、増田真二
    • 学会等名
      第65回日本植物生理学会年会 神戸 2024, 3/17~19
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 葉緑体型緊縮応答と植物バイオマスの関係性の解明2024

    • 著者名/発表者名
      尾亦雄斗、増田真二
    • 学会等名
      第65回日本植物生理学会年会 神戸 2024, 3/17~19
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of guanosine 3’, 5’-tetraphosphate (ppGpp) and its 2’-modified derivatives2023

    • 著者名/発表者名
      Kohji Seio, Kentaro Ohno, Daiki Sugiyama, Koh Akai, Ayano Iwake, Yudai Suzuki, Yukine Suda, Yoshiaki Masaki
    • 学会等名
      The 50th international symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 緊縮応答による時間スケールの葉緑体代謝・光合成の制御2023

    • 著者名/発表者名
      増田 真二
    • 学会等名
      第13回日本光合成学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Impaired accumulation of ppGpp in chloroplasts causes over synthesis of salicylic acid in Arabidopsis2023

    • 著者名/発表者名
      Takanari Nemoto, Masataka Inazu, Sae Suzuki, Sumire Ono, Yuri Kanno, Mitsunori Seo, Akira Oikawa, Shinji Masuda
    • 学会等名
      Taiwan-Japan Plant Biology 2023, 台北 2023. 10/13~16
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Significance of the plastidial stringent response for controlling chloroplast metabolism and plant growth2023

    • 著者名/発表者名
      Shinji Masuda
    • 学会等名
      US-Japan Binational Photosynthesis Workshop. Arizona State University, Nov 6~8, 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 葉緑体における緊縮応答の不全がサリチル酸を介した病虫害応答を引き起こす2023

    • 著者名/発表者名
      根本岳忠、稲津匡貴、鈴木紗絵、小野すみれ、菅野裕理、瀬尾光範、増田真二
    • 学会等名
      日本植物生理学会2022年度年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 葉緑体のセカンドメッセンジャーppGppの合成酵素完全欠損体の作出と解析2022

    • 著者名/発表者名
      根本岳忠、稲津匡貴、増田真二
    • 学会等名
      日本光合成学会2022年度年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Complete loss of relA-spoT homologs reveals the importance of the plastidial stringent response for controlling photosynthesis and chloroplast metabolism2022

    • 著者名/発表者名
      Takanari Nemoto, Masataka Inazu, Shinji Masuda
    • 学会等名
      International Symposium on Photosynthesis and Chloroplast Regulation
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] リンカーを介して2´-水酸基にビオチンを有するグアノシンテトラリン酸誘導体の合成2022

    • 著者名/発表者名
      井分彩乃 赤井恒 友利貴人 清尾康志 正木慶昭
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 2´カルバモイルエチルリンカーの脂溶性残基を導入したアンチセンスオリゴヌクレオチドの合成と特性評価2022

    • 著者名/発表者名
      小山彩 友利貴人 江利川友紀 正木慶昭 清尾康志
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 緊縮応答因子ppGppが引き起こす代謝変化は窒素欠乏下での植物バイオマス増加に寄与する2022

    • 著者名/発表者名
      後藤美奈 及川彰 増田真二
    • 学会等名
      第63回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 緊縮応答強化による葉緑体内の窒素利用スリム化は植物バイオマスを増大させる2021

    • 著者名/発表者名
      後藤美奈 増田真二
    • 学会等名
      第11回日本光合成学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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