| 研究課題/領域番号 |
22KK0076
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分37:生体分子化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
上田 実 東北大学, 理学研究科, 教授 (60265931)
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| 研究分担者 |
林 謙吾 東北大学, 理学研究科, 学術研究員 (20965339)
加治 拓哉 東北大学, 理学研究科, 助教 (80835520)
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| 研究期間 (年度) |
2022-10-07 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
20,150千円 (直接経費: 15,500千円、間接経費: 4,650千円)
2024年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
2023年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | ジャスモン酸 / 始原植物ホルモン / delta4-dn-OPDA / ゼニゴケ / 受容体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
植物の陸生化に呼応して、植物の防御応答を担う始原ホルモンとその受容体を含むシグナル伝達系が発生し、高等植物のシグナル伝達系へと進化していく過程で植物ホルモン分子とホルモン受容体の共進化（ホルモンの分子構造変化と対応する受容体構造の変化）が起こり、生体システムとしての最適化が進んだ。本研究では、陸上植物の起源とされるゼニゴケの始原植物ホルモン系に着目し、これまで謎であった真の始原植物ホルモンを同定し、そのシグナル伝達機構を解明することを目的とする。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、陸上植物の起源とされるゼニゴケ（コケ植物）の始原植物ホルモン系に着目し、これまで謎であった真の始原植物ホルモンを同定し、そのシグナル伝達機構を解明することを目的とする。
最近、ゼニゴケにおいてdn-cis-OPDAと一緒に働く新しいオキシリピンホルモン分子が存在する可能性が明らかにされた。ゼニゴケの遺伝的変異株であるMpfad5は、dn-cis-OPDAをほぼ蓄積しないにも関わらず野生型ゼニゴケと同等の虫食害に対する防御応答を示した（New Phytologist 2021, 233, 1401）。この結果は、ゼニゴケの防御応答を活性化する真の未同定始原ホルモン分子が存在することを示している。本国際共同研究は、ゼニゴケの防御応答を活性化する真の始原ホルモンの解明を目的とする。本年度は、その化学的実体としてアラキドン酸と同じC20-長鎖不飽和脂肪酸であるエイコサペンタエン酸から生合成される２種の新規オキシリピンdelta4-dn-OPDA類であることを解明し国際共著論文として発表した（PNAS,2022）。本研究の成果は、動物と同様に植物にもC20-長鎖不飽和脂肪酸に由来するオキシリピンが存在することを証明する画期的なものであり、植物ホルモンの化学進化についての理解を革新的に深める。申請者は、海外共同研究者が所有する膨大な遺伝子変異体植物コレクションを活用して、シグナル伝達に基づく真の始原ジャスモン酸類本体の単離を先導すると共に、その合成と生化学的解析を担当した。海外共同研究者は、遺伝子変異体植物を用いて、合成したホルモン本体の遺伝学的機能解析を担当した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度は、ゼニゴケの始原ホルモンの化学的実体が、２種の新規オキシリピンdelta4-dn-OPDA類であることを解明し国際共著論文として発表した（PNAS,2022）。また、このうちマイナー成分であるdelta4-dn-cis-OPDAの構造決定と化学合成、生物機能解明に成功した。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度は、ゼニゴケの始原ホルモンの化学的実体として発見した２種の新規オキシリピンdelta4-dn-OPDA類のうち、マイナー成分であるdelta4-dn-cis-OPDAの構造決定と化学合成、生物機能解明に成功した。今後は、メジャー成分の構造決定と化学合成、生物機能解明にフォーカスした研究を行うと共に、ホルモンの分子進化に関する知見を得るための生合成研究に注力する。
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