植物リボソームストレス応答の分子機構の実態解明

• 研究課題/領域番号: 22K05563
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分38060:応用分子細胞生物学関連
• 研究機関: 専修大学
• 研究代表者: 前川 修吾 専修大学, 商学部, 講師 (80711209)
• 研究分担者: 堀口 吾朗 立教大学, 理学部, 教授 (70342847)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2025年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: リボソーム / リボソームストレス / ユビキチンリガーゼ / シロイヌナズナ / 植物リボソームストレス

研究開始時の研究の概要

本研究は、植物リボソームストレスの情報伝達機構に着目する。生命活動の根幹を担うリボソームは、その生合成に何らかの異常が生じたときに細胞増殖を抑制して適切に対処する「リボソームストレス機構」によって監視されている。植物におけるこの機構は、鍵転写因子としてSRIW1/ANAC082の存在が知られるが、そのシグナル伝達の仕組みが未知である。これまでにユビキチンリガーゼSZK2およびその標的と考えられるRPL12Bがこのシグナル伝達に重要であることが分かってきた。そこで、この機構におけるSZK2-RPL12Bの役割を明らかにすることで、植物リボソームストレスの情報伝達機構の実態解明を目指す。

研究実績の概要

本研究は、植物のリボソームストレスのシグナル伝達機構の一端を明らかにすることを目的としている。その目的のために、植物のリボソームストレスシグナルに関与するリボソームタンパク質RPL12B及びユビキチンリガーゼSZK2の周辺で機能している相互作用因子の同定およびその機能解析を行う。また、植物のリボソームストレス時に生じる成長への影響についても解析を行う。
本年度は、植物リボソームの構成因子であるRPS6Aの変異体を用いて、その細胞分裂活性への影響をみることで、植物のリボソームストレスによる成長への効果について検証した。
そのために細胞分裂時のG2/M期のマーカーであるCYCB1;1::GUSを導入したrps6a変異体について、生育後の根端分裂組織の分布を野生型背景のものと比較した。その結果、rps6a変異体では野生型と比較して根端分裂組織の広がりが抑えられていることが分かった。植物リボソームストレスが生じている変異体で頻繁にみられる葉の形態異常が、今回見られた細胞分裂活性の不調和によるものかどうかは今後の課題である。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

所属研究室の異動に伴う実験室のセットアップ等に時間がかかっていたが、安定して研究できる環境が整ってきた。

今後の研究の推進方策

今後は引き続き上述した解析を進めるとともに、プラスチド型リボソームストレスに関与すると思われる変異体を見出したので、その検証も進めることで、植物のリボソームストレスに関する知見をさらに深めていく。

研究成果

• [雑誌論文] Suppression of root apical meristem activity in ribosomal protein mutant rps6a-2 in Arabidopsis thaliana (2024)
  • 著者名/発表者名: 前川修吾
  • 雑誌名: 専修自然科学紀要 巻: 55 ページ: 49-52
• [雑誌論文] The TGN/EE SNARE protein SYP61 and the ubiquitin ligase ATL31 cooperatively regulate plant responses to carbon/nitrogen conditions in Arabidopsis (2022)
  • 著者名/発表者名: Yoko Hasegawa, Thais Huarancca Reyes, Tomohiro Uemura, Anirban Baral, Akari Fujimaki, Yongming Luo, Yoshie Morita, Yasushi Saeki, Shugo Maekawa, Shigetaka Yasuda, Koki Mukuta, Yoichiro Fukao, Keiji Tanaka, Akihiko Nakano, Junpei Takagi, Rishikesh P Bhalerao, Junji Yamaguchi, Takeo Sato
  • 雑誌名: THE PLANT CELL 巻: 34 号: 4 ページ: 1354-1374
  • DOI: 10.1093/plcell/koac014
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著