| 研究課題/領域番号 |
16K14761
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| 研究機関 | 基礎生物学研究所 |
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研究代表者 |
長谷部 光泰 基礎生物学研究所, 生物進化研究部門, 教授 (40237996)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | ハエトリソウ / 運動 / 進化 / シグナル伝達 / カルシウム |
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| 研究実績の概要 |
１外植片当たりのアグロバクテリア感染細胞の数を増やし、分裂活性の高い細胞に外来遺伝子を導入することが出来れば、全細胞でGCaMP6fを発現した株が樹立出来るのではないかと考え、より多くの細胞に外来遺伝子を導入できる外植片を検討した。その結果、葉を切断して抹消部を用いることが適していることが分かった。この外植片を用いて形質転換したところ、葉身内で均一に外来遺伝子を発現した形質転換シュートの作製に成功した。確立した形質転換技術を用いてカルシウムセンサータンパク質GCaMP6fを発現させたハエトリソウ株を樹立した。
樹立した株の感覚毛に機械刺激を与えたところ、二度の機械刺激に応答してカルシウムイオンが葉身の細胞に加算的に蓄積すること、蓄積後は経時的に濃度が減少すること、蓄積は葉身および感覚毛の付け根で観察されることが分かり、「カルシウムイオンの蓄積が記憶を形成する」という仮説を支持する結果が得られた。更にハエトリソウの記憶は２０秒前後で消失してしまうが、この現象は蓄積直後から濃度減少をはじめるカルシウムイオン動態によって説明できることが分かった。以上のことから、 カルシウムイオン動態は記憶機構の性質に合致していることが分かった。
また、葉を葉柄部分で切断し、切断面より薬剤溶液を吸収させるという手法によって薬剤溶液を葉身に吸水させることに成功した。カルシウムイメージングの結果が、「カルシウムイオンの蓄積が記憶を形成する」という仮説を支持したことから、この吸水実験系を用いてカルシウムチャネルブロッカーであるランタンイオンを含んだ溶液を吸水させたところ、ランタンイオンによりハエトリソウの記憶機能と運動機能が失われることが分かり、カルシウムチャネルの活性がハエトリソウの記憶機能と運動機能に必要であることが分かった。
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| 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
ハエトリソウの形質転換に成功し、カルシウムシグナルを空間的時間的に解析することができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
活動電位とカルシウム動態との関連を空間的時間的に解析し論文とする。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
形質転換実験が効率的に進行し、試薬代が節約できたので、次年度以降のカルシウム阻害剤の実験などの実験回数を増やして確実性を高めることにしたため。
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