| 研究課題/領域番号 |
18K05374
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| 研究機関 | 奈良先端科学技術大学院大学 |
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研究代表者 |
稲葉 尚子 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 特任助教 (60771699)
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| 研究分担者 |
増田 幸子 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, 研究員 (50773347)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 共生 / 根粒 / 鉄 / 輸送体 / マメ科 |
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| 研究実績の概要 |
マメ科根粒内感染細胞においては植物細胞と根粒菌バクテロイドは植物由来のシンビオソーム膜によって隔離される。根粒に窒素固定の過程では植物細胞側もバクテロイド側も鉄を要求するため、シンビオソーム膜には内外の鉄濃度を調節する仕組みがあると考えられる。本研究ではマメ科のダイズ、タルウマゴヤシで近年同定されたシンビオソーム膜局在鉄輸送体VTL family transporterのミヤコグサホモログを同定し、その機能や根粒内の鉄条件に応じた調節機構を明らかにすることを目的とした。
ダイズ、タルウマゴヤシに先立って、ミヤコグサではLjSEN1がシンビオソーム膜鉄輸送体であると示唆された。SEN1は配列相同性からシロイヌナズナの液胞膜鉄輸送体VTL familyのホモログと考えられる。しかしミヤコグサsen1変異体が窒素固定能を著しく欠損することは示されているものの、LjSEN1の鉄輸送能は直接示すことが出来ていない。これは実験系の問題による可能性と、他に真の鉄輸送体が存在する可能性が考えられる。後者について確かめるため、ダイズ、タルウマゴヤシで同定された鉄輸送体GmVTL1a/b、MtVTL4/8のアミノ酸配列をクエリーにミヤコグサのゲノムデータベースに対しBlast検索を行なった。その結果、LjSEN1よりもこれらに高い配列類似性を示す配列が複数見つかった。また系統樹解析によるとこれらはVTL familyの中でもGmVTL1a/b、MtVTL4/8と同じクレードに分類されることがわかった。
そこでこれらのミヤコグサVTL familyの機能を明らかにするため、各遺伝子のトランスポゾン変異体を取り寄せ、現在ジェノタイピングを進めている。また酵母の液胞膜鉄輸送体の変異体Δccc1株を取り寄せ、各遺伝子による相補試験を準備中である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
本研究開始時に当初の目的として同定を目指したダイズの根粒シンビオソーム膜鉄輸送体は2020年3月に海外の研究グループにより同定され、研究計画の変更を余儀なくされた。新たな研究目標として、前年度までは既に同定されているものの生体内での機能がわかっていないダイズのGmDMT1の機能解析を狙っていたが、2020年、2021年に発表されたVTL familyの文献を調べるうちに、ミヤコグサのシンビオソーム膜鉄輸送体がLjSEN1であることは示されていないことがわかった。そこで、ミヤコグサにターゲットを替えて真の鉄輸送体を同定することを新たな目的とした。
区分は遅れているとしたが、このタイミングで根粒の鉄輸送体の研究をしていたからこそ近年の研究報告を受けて気付き進められることがあったと考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後はミヤコグサのVTL familyの変異体解析により生体内での機能を明らかにし、シンビオソーム膜局在鉄輸送体を同定する。また酵母Δccc1株の機能相補試験を行い鉄輸送能を明らかにする。
当該輸送体を同定したら、今後はその調節機構を明らかにするため、生育段階による発現変動や相互作用因子の解析を行う予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究の大幅な計画変更が生じたため研究期間を延長した。プライマーや試薬の購入に充てる予定である。
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