| 研究課題/領域番号 |
23K23902
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| 補助金の研究課題番号 |
22H02639 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分44030:植物分子および生理科学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
阿部 光知 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (20343238)
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| 研究分担者 |
賀屋 秀隆 愛媛大学, 農学研究科, 准教授 (80398825)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2024年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2023年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2022年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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| キーワード | シロイヌナズナ / 花成 / フロリゲン / FT / FD |
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| 研究開始時の研究の概要 |
植物の栄養成長から生殖成長への相転換（花成）は、フロリゲン（FTタンパク質）によって促進される。フロリゲンを介した花成制御機構は、葉における「環境情報の感知とFTの産生」及び茎頂での「FTの受容と花芽形成の開始」、そして両者を繋ぐ「FTの輸送」の各素過程から成り立つ。分子的理解の進展がみられる「産生」及び「受容」に対し、「輸送」過程の理解は進んでいない。本研究課題では、独自の in vivo フロリゲン複合体可視化手法を活用し、「FT輸送機構」と「内的外的環境要因」との連関を解明し、フロリゲン機能の本質である輸送の分子基盤を明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
植物の栄養成長から生殖成長への相転換（花成）は、花成ホルモン・フロリゲン（FTタンパク質）によって促進される。フロリゲンを介した花成制御機構は、葉における「環境情報の感知とフロリゲンの産生」及び茎頂での「フロリゲンの受容と花芽形成の開始」、そして両者を繋ぐ「フロリゲンの輸送」の各素過程から成り立つ。本研究課題では、研究代表者が新たに見出した「フロリゲン輸送障壁」に注目し、独自の可視化手法を活用することによって、フロリゲン機能の本質である細胞非自律性の分子基盤を明らかにすることを目指す。そのために、本研究課題では、「研究項目1 : FT輸送経路の検証とFT輸送マシナリーの同定」「研究項目2 : FT輸送障壁制御に関与する内的外的環境要因の解析」「研究項目3：ゲノム編集技術を用いた篩部伴細胞におけるFT輸送制御機構の解明」を計画する。
申請者独自の可視化手法ならびに、既報のFT輸送制御配列に関する知見を活用し、茎頂におけるFT輸送経路/マシナリーの詳細な解析を実施する。加えて、植物体内外からの環境要因が「フロリゲン輸送障壁」を制御する分子機構についても、その詳細な理解を目指していく。現在までに、フロリゲン可視化系統シロイヌナズナを用い、「いつ」「どこを通って」FTが輸送されているのかを明らかにすることに成功した。今後、更なる解析を加えることによって、「フロリゲン輸送障壁の実体」に迫る計画である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
令和４年度は、「研究項目１: FT輸送経路の検証とFT輸送マシナリーの同定」を中心に研究を実施し、pSUC2::S-FT; gFD::L-FD等のフロリゲン可視化系統シロイヌナズナを用い、「いつ」「どこを通って」FTが輸送されているのかを明らかにした。現在までにFT輸送と原形質連絡機能との連関が明らかになりつつある。今後、更なる解析を加えることによって、栄養成長期の茎頂基部で観察される「フロリゲン輸送障壁の実体」に迫る計画である。
また、研究項目３として、篩部伴細胞におけるFT輸送制御に関与するfe-1変異体にも注目した。FEは篩部伴細胞で発現するMyb型転写因子をコードしており、fe-1変異体は長日条件下で特異的に花成遅延表現型を示す。FEのnull変異体は胚致死であるため、FT輸送制御鍵遺伝子との遺伝学的関係性の理解は困難である。そこで、研究分担者である賀屋准教授を中心に、FT輸送制御候補遺伝子のプロモーター領域に存在するFE結合配列（既報）をゲノム編集によって欠失させた植物を作出した。次年度以降、ゲノム編集シロイヌナズナを用いてFE結合能、花成表現型を評価し、篩部伴細胞におけるFEを介したFT輸送制御機構の理解をより深化させることを予定している。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和５年度は、「研究項目2 : FT輸送障壁制御に関与する内的外的環境要因の解析」を開始する。令和４年度の成果によって明らかになったFT輸送制御に関わる原形質連絡機能に注目し、内的外的環境要因とFT輸送制御機構との関わりを明らかにすることを目指す。さまざまな環境下でフロリゲン可視化系統を生育させ、FT輸送動態を可視化することによって、FT輸送を制御する環境要因を探索する計画である。また、研究項目１に関しては、既報のFT輸送制御配列の情報をもとにアミノ酸配列に変異を導入した、変異型FTの可視化を計画している。輸送遅滞が期待される変異型FTタンパク質が、輸送段階のどこで遅滞しているのかを可視化によって明らかにする計画である。研究項目３に関しては、引き続きゲノム編集シロイヌナズナを作出するとともに、作出した植物を用いてFE結合能、花成表現型を評価することを予定している。
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