植物ホルモン受容の精密制御

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18H02085
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分37010:生体関連化学
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 萩原 伸也 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, チームリーダー (80373348)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: サイトカイニン / ジベレリン

研究成果の概要

分子設計に基づきサイトカイニン受容体AHK4とサイトカイニンの構造を改変することで、サイトカイニンと受容体AHK4のbump-hole ペアを開発した。この改変型AHK4を発現するシロイヌナズナに人工サイトカイニンを添加したところ、化合物の濃度依存的にサイトカイニン応答性遺伝子の発現量が増加した。一方、野生型AHK4を過剰発現させたシロイヌナズナや野生型シロイヌナズナに人工サイトカイニンを与えても、サイトカイニン応答性遺伝子の発言量に変化は見られなかった。以上の結果から、我々の開発したサイトカイニンとAHK4のbump-hole ペアは、植物体で機能することが明らかになった。

自由記述の分野

植物ケミカルバイオロジー

研究成果の学術的意義や社会的意義

植物ホルモン受容体の多くは冗長性をもつため、遺伝学手法だけでは解明不可能な仕組みが多々存在している。さらに、植物ホルモンがいつ・どこで受容されると対象とする生理応答が引き起こされるかは、未解明な点が多く残されている。こうした課題を解決するため、本研究ではbump-hole法を植物科学に取り入れることで、植物ホルモンの効果を細胞や器官特異的に誘起する手法を開発する。本手法は、植物科学にパラダイムシフトを起こすのみならず、農業を飛躍的に効率化する革新的技術を提供でき、幅広い分野への波及効果が期待される。