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2015 年度 実施状況報告書

静止中心特異的なリボソーム量制御機構の存在とその機能の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15K07115
研究機関立教大学

研究代表者

堀口 吾朗  立教大学, 理学部, 准教授 (70342847)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードリボソーム / 静止中心 / 細胞周期
研究実績の概要

本研究ではシロイヌナズナを持ちいて、根端分裂組織の静止中心におけるリボソーム量を調節する仕組みを明らかにする。リボソームタンパク質のモデルとしてRPL4に注目する。静止中心におけるRPL4の蓄積が周囲の細胞に比べ低く保たれている制御点として、RPL4AおよびRPL4D遺伝子の転写レベル、転写後レベルがありえる。これらの点を検証するため、pRPL4A::GUSおよびpRPL4D::GUSの根端分裂組織における発現パターンを解析した。その結果、静止中心でもこれらのプロモーター活性が確認できた。次にp35S::RPL4D-GFP系統を持ちいて、オートファジー阻害剤やプロテアソーム阻害剤を投与した際のGFP蛍光パターンについて解析した。これらは、観察に適した条件の検討がほぼ完了したところである。その条件を用いて、下記のpWOX5::RPL4D-GFP系統での観察を進める準備が整った。
RPL4D-GFPが静止中心で低蓄積する現象が、他のリボソームタンパク質についても当てはまるかを確認するために、他のリボソームタンパク質とGFPとの融合遺伝子を該当する突然変異株に導入し、その相補能を確認した。RPL5BおよびRPS6Aでは植物に奇形が生じ、導入した融合遺伝子が悪影響を及ぼすことがわかった。そのため、他のリボソームタンパク質を用いた解析を進めている。
RPL4D-GFPの低蓄積に関わる遺伝子を遺伝学的に探索するため、pWOX5::RPL4D-GFP系統を作出した。これは、種を増幅中であり、その種子が得られ次第変異原処理を行い、突然変異株の探索に移ることが可能となった。
静止中心の細胞分裂に影響を及ぼす既知変異株とp35S::RPL4D-GFP系統との多重系統の作成も行った。

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

本研究計画では、解析に用いる多くの系統の作出を初年度に行う予定であった。RPL4D以外のリボソームタンパク質について、それらとGFPとの融合遺伝子を発現させ変異株の表現型を相補する系統が得られていないことを除けば、実験系統の作出は概ね順調に推移している。この進展が遅れた点については、リボソームが多数のリボソームタンパク質の集合体であり、立体構造がその機能に非常に重要であるため、GFPの付加によってリボソームの機能が撹乱されることが原因であると考えられる。この点に対応するため、当研究室では様々なリボソームタンパク質変異株を維持している。それらの中から、解析に利用可能な系統を作出することを、丹念に進める。また、pWOX5:RPL4D::GFPは蛍光強度が観察に適している物が得られるかが不安材料であったが、観察に十分用いることができる系統が得られたので、次年度以降の研究に活用できる準備が整った。

今後の研究の推進方策

一部進展が遅れたRPL4D以外のリボソームタンパク質とGFPとの融合遺伝子を導入する実験については、まだ試していないリボソームタンパク質について実験を進める。その際、リボソームの結晶構造を参考に、リボソームの表層に位置しているものについて、優先的に解析を進める。その他の点については、当初の研究計画通りに進める。

次年度使用額が生じた理由

次年度使用額は約8万円であり、実験計画の多少のズレにより27年度内に発注を行わなかった試薬類が存在したためである。

次年度使用額の使用計画

次年度に入ってすぐに、発注が保留になっていた試薬類の購入にあてる。また、28年度は、27年度に作成した系統の薬理学的処理および生化学的解析を行う予定である。オートファジー阻害剤、各種植物ホルモン、イムノブロット用試薬、抗体等の試薬類のほか、ルーチンに必要になるプラスチック器具、植物栽培用土類等の購入にあてる。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2016 2015

すべて 学会発表 (4件)

  • [学会発表] Leaf abaxialization in rpl4 as2 mutants requires aberrant rpl4 transcript accumulation, a RING finger protein gene SZK2, and upregulation of a NAC transcription factor gene SZK12016

    • 著者名/発表者名
      Gorou Horiugchi, Mikito Inoue, Hidenori Masuda, Masahiro Takahara, Miyuki Nakata, Hirokazu Tsukaya
    • 学会等名
      第57回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岩手県盛岡市岩手大学
    • 年月日
      2016-03-18 – 2016-03-20
  • [学会発表] as2 rpl4dで引き起こされる葉の背軸化に必要なSZK1の発現解析2015

    • 著者名/発表者名
      井上幹人、中田未友希、塚谷裕一、堀口吾朗
    • 学会等名
      日本植物学会第79回大会
    • 発表場所
      新潟県新潟市朱鷺メッセ
    • 年月日
      2015-09-06 – 2015-09-08
  • [学会発表] 異なるrpl4dおよびrpl4aアリルで蓄積している変異型mRNAの構造決定とその背腹性制御に及ぼす影響の解析2015

    • 著者名/発表者名
      増田秀典、塚谷裕一、堀口吾朗
    • 学会等名
      日本植物学会第79回大会
    • 発表場所
      新潟県新潟市朱鷺メッセ
    • 年月日
      2015-09-06 – 2015-09-08
  • [学会発表] SUZAKU1, a NAC-domain transcription factor gene promotes leaf abaxialization in response to as2-enhancer mutations in Arabidopsis thaliana2015

    • 著者名/発表者名
      Gorou Horiguchi, Mikito Inoue, Masuda Hidenori, Miyuki Nakata, Hirokazu Tsukaya
    • 学会等名
      第48回日本発生生物学会大会
    • 発表場所
      茨城県つくば市エポカルつくば
    • 年月日
      2015-06-02 – 2015-06-05

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公開日: 2017-01-06  

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