| 研究課題/領域番号 |
16K07405
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
小塚 俊明 広島大学, 理学研究科, 助教 (20402779)
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| 研究期間 (年度) |
2016-10-21 – 2020-03-31
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| キーワード | フィトクロム / クリプトクロム / 葉老化 |
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| 研究実績の概要 |
光合成器官である本葉は、光環境に応答して積極的に老化を制御する。本研究計画では、光環境応答による葉老化を制御する光応答制御機構の解明を目的として、モデル植物シロイヌナズナを用いた赤色/赤外光受容体フィトクロム・青色光受容体クリプトクロムによる葉老化制御に関わるシグナル伝達機構について解析した。
まず、フィトクロムシグナル伝達因子として知られるbHLH型転写因子PIFの機能欠損型変異体を用いた解析から、葉老化制御における新たなPIFの関与が示唆された。次に、このPIFをアルコール誘導システムの制御下においた形質転換体系統を作出し、T4ホモ系統を実験系統として確立した。これらの系統を用いて、PIF遺伝子の発現上昇により葉老化が促進されることを確認した。上記の結果より、PIFが葉老化の促進に大きく関与することが示されたため、今後は葉老化に関与するPIFターゲット遺伝子の単離・探索が主要な課題となる。
一方、葉老化は青色光照射によっても抑制された。この葉老化に関わる青色光応答機構を明らかにするため、青色光受容体の機能欠損変異体による解析を行った。その結果、クリプトクロム変異体では青色光照射下でも野生型より老化が顕著に進行した。また、クリプトクロム過剰発現体では逆に老化が強く抑制された。これらの結果より、葉老化は青色光を受容したクリプトクロムによって抑制的に制御されることが示唆された。これまでに、青色光応答による葉老化制御機構は殆ど不明のままである。そこで、クリプトクロムのシグナル伝達因子として知られる転写制御因子の解析を行うことにより、葉老化制御に関与する新奇の青色光受容体シグナル伝達機構が明らかになると期待される。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
初年度（2016年度）の助成金交付が、4月からではなく10月以降の開始となったため、研究の開始が半年以上遅くなったため、研究の進行がやや遅れている。また、本研究計画の申請時には、エストラジオール遺伝子発現誘導系を用いる予定であったが、作出してみたものの期待したように機能しないことが判明したえ。そんため、アルコール遺伝子誘導系システムを本研究に導入することになり、その準備等のため当初計画より研究に時間を要した。
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| 今後の研究の推進方策 |
葉老化制御に関わる光受容体シグナル下流の遺伝子群をゲノムワイドに明らかにするため、RNAシーケンス解析を実施する。さらに、アルコール誘導系システムによりPIF遺伝子を発現誘導した際に変動する遺伝子群を解析し、PIFのダイレクトターゲット遺伝子を絞り込む。また、候補遺伝子のChIP解析、トランジェント解析、タンパク解析、変異体による表現型解析などにより、葉老化制御に関与するPIFのターゲット遺伝子を明らかにする。
また、青色光応答による葉老化制御に関わる遺伝子についても、RNAシーケンス解析を行うことでクリプトクロム下流で発現変動する遺伝子群を同定し、上記と同様に候補遺伝子の選抜を行う。
これらの解析により、葉老化制御に関わる新奇光受容体シグナル伝達が明らかにされると期待される。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
アルコール発現誘導系を用いた大規模なRNAシーケンスに予算を用いる予定であったが、誘導条件の詳細な検討を行う必要が生じたため、次年度において大規模 RNAシーケンス解析を実施する予定である。
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