研究課題
光合成や代謝など植物の必須機能を支える上で、核と葉緑体間の双方向シグナル伝達は重要な役割を果たすが、とりわけ葉緑体の状態を核に伝えるプラスチドシグナルについては、現象論的には多くの報告があるものの、分子メカニズムはほとんど明らかにされていない。本研究では、特に葉緑体の中心制御因子と考えられているGUN1タンパク質が結合するターゲットの同定と、葉緑体から放出されるシグナル分子の特定を目的とした。また、下流の核遺伝子の発現調節についても、これまでに示されてきた転写制御の側面に加えて、プロモーターDNAのメチル化やヒストン修飾など、エピジェネティックな制御も加えた新モデルの提案を目指して研究を行った。プラスチドシグナル伝達の下流ではたらく核遺伝子の発現制御においては、特定の転写因子による特異的な調節に加え、ヒストン修飾によるゲノムワイドな調節も存在する可能性について検討を行った。ELISA法による解析の結果、葉緑体の状態に依存してヒストンH3の27位のリジン残基がトリメチル化されるなど、プラスチドシグナルによる特異的なヒストン修飾の変化を検出することができた。このことからプラスチドシグナル下流にもヒストン修飾などのエピジェネティック制御が働いている可能性が示唆された。また、プロモーター領域のDNAメチル化解析や、ChIP法によるGUN1ターゲット領域の同定に向けたスクリーニングについても、実験系の確立と予備データの取得が進み、2年目に行う大規模解析に向けた準備が整ったと言える。
2: おおむね順調に進展している
初年度においては、プラスチドシグナルによる核遺伝子発現制御を明確に捉えることのできる処理条件を最適化し、実際に特異的なヒストン修飾の変化を検出できたことで、これまでにない新しいレトログレード制御様式の一面を見いだすことができた。また、GUN1ターゲットの同定やシグナル分子の探索についても予備検討を十分に行うことができた。
当初の研究目的・研究計画にしたがって2年目の研究を進める。現状で大きな問題はないが、個々のテーマをうまく並行させながら効率的・効果的に研究を進める。詳細な研究方針や内容については今後の実験結果を踏まえながら微調整するが、総じて当初計画を上回る成果を挙げられるよう尽力する。
全体予算の関係で備品の購入を見送ったため、また、今年度は実験系の確立が主となり消耗品の使用が限定的であったため。
次年度のかなり早い段階で各テーマにおいて大規模解析を予定しており、消耗品として高額の執行を予定している。また、成果発表も多数計画しており、そのための旅費も必要となる。したがって、翌年度分として請求した助成金と合わせ十分有効に使用できると考えられる。
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