2020 年度研究成果報告書

タペート崩壊での転写・活性酸素シグナルによる時空間的オートファジー制御機構の解明

研究課題

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研究課題/領域番号	18K05562
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分38060:応用分子細胞生物学関連
研究機関	公立諏訪東京理科大学
研究代表者	来須孝光公立諏訪東京理科大学, 工学部, 准教授 (50422499)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード	オートファジー / 活性酸素種(ROS) / タペート層 / プログラム細胞死 / 花粉発達 / イネ / 転写ネットワーク / 葯分化
研究成果の概要	葯発達におけるRNAseq解析を実施した結果、オートファジーシステムが、タペート細胞のプログラム細胞死(PCD)制御に関連する転写因子群の発現、代謝ネットワーク、レドックスシグナルと密接に関連していることが明らかになった。一方、葯の各層の活性酸素種(ROS)の動態を可視化解析したところ、時期特異的なROSの一過的蓄積が観察され、タペート細胞のPCD制御に関連する転写因子EAT1およびROS生成酵素変異体では、ROS蓄積やオートファジー動態に異常が見られた。本研究により、イネ葯発達におけるレドックスシグナルとオートファジー、転写ネットワークの関連性が明らかになった。
自由記述の分野	応用分子細胞生物学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究では、葯発達や花粉への栄養供給細胞であるタペート細胞のPCD過程において、オートファジー誘導やレドックスシグナルの重要性に着目し、遺伝子発現・ROS蓄積を介した時空間的オートファジー制御機構の解明を進め、PCD進行過程におけるROSシグナルとオートファジー機構の生理的意義・重要性を明らかにすることが出来た。本成果は，栽培イネの花粉発達の新たな仕組みの解明だけでなく，将来的にオートファジー制御による作物の細胞内有害物質の低減化への活用が期待される。