統合的アプローチによるフラボノイドの核内倍加への機能解明

2016 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 16K07723
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 諸橋 賢吾 東京理科大学, 理工学部応用生物科学科, 准教授 (60748937)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: システム生物学 / 植物分子生物学 / ケミカルバイオロジー

研究実績の概要

植物は極めて多岐にわたる低分子化合物を生産するが、植物ホルモン以外の生体内の働きはほとんどわかっていない。特に、植物二次代謝産物であるフラボノイドは様々な生体内イベントに関与しているにもかかわらず、その分子メカニズムは不明の点が多い。本研究では、フラボノイドが植物の分化器官において核内倍加を制御する可能性を鑑み、フラボノイドの細胞内イベントにおける分子メカニズム解明を目的とした。そのための研究計画として２つのアプローチを採用している。計画Aは、核内倍加現象解析による表現型からのアプローチとであり、計画Bは、フラボノイド標的単離によるボトムアップアプローチ、である。この２つの研究計画はトップダウンとボトムアップの２方向性を採用しており、お互いのアプローチを補完することで、フラボノイドの分子メカニズムが解明できるものと確信している
研究計画Aでは、シロイヌナズナのフラボノイドを生合成できない変異体のトライコーム細胞において、核内倍加の減少を観察を計画している。平成２８年度の計画であった、フラボノイド生合成変異体におけるトライコーム細胞の核内倍加減少の観察や根毛における核内倍加の観察は完遂しておらず、計画Aの進捗は遅れていると言わざるをえない。一方、計画Bにおいて申請者が考案したPD-Seq法を用いたフラボノイド結合タンパク質の同定を目指しているが、平成２８年度はランダムペプチドライブラリーを用いたPD-Seqを行うことに成功した。
平成２９年度では、進捗が遅れている表現型アプローチすなわち、フラボノイド生合成各種変異体における核内倍加の程度の調査と、フラボノイド結合ペプチドおよびタンパク質の解析をすすめていく。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

研究計画Bでは計画通りに進行しているが、計画Aでは当初予定よりもやや遅れている。その理由のひとつは、当初計画していたよりも、実験が困難であった面があり、その条件検討等に想定以上の時間を費やしたことにある。具体的には、核内倍加調査のためのDNA定量にあたり、蛍光染色にばらつきが生じてしまったことがあげられる。現在は、様々な条件検討により、蛍光染色の不均一性の問題は解決しており、今後は計画Aにおいても研究の進捗が期待できる。

今後の研究の推進方策

「現在までの進捗状況」で記述したように、実験上の突発的な問題点があったが、現在は解決している。一方で、研究機関が学生主体の大学であることから、研究至上主義ではなく教育的配慮も求められる。そのため、研究遂行者の研究にあたる時間が、様々な面で予測できない部分があることも事実である。今後も、研究遂行時間においてばらつきのないように配慮するよう具体的な計画をたてる方針である。

次年度使用額が生じた理由

本研究では次世代シーケンサー等を行う。次世代シーケンサーはその一連の解析において、試薬費の依存度が高く、さらにそれら試薬はすべて海外企業から購入することになる。そのため、価格が市場為替の影響を受けやすく、今年はそれら要因が関わり、予定通りの支出とならなかった。

次年度使用額の使用計画

計画との差額は、極めて大きな額というわけではないため、試薬の増減によって調整できる。具体的には、顕微鏡観察の方法が若干変更になったため、そのための試薬購入費に充てる。