植物独自のスフィンゴ脂質糖鎖構造多様性が担う生物学的意義の解明

2022 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K05941
• 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: 埼玉大学
• 研究代表者: 石川 寿樹 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (20598247)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: スフィンゴ脂質 / 糖脂質 / 糖鎖型 / 糖転移酵素 / 細胞死 / サリチル酸 / カルス

研究成果の概要

植物固有のスフィンゴ糖脂質GIPCの糖鎖型固有の機能を明らかにすることを目的として、シロイヌナズナの主要GIPCであるH型糖鎖の機能解析を行った。H型糖鎖の欠損により生じる表現型は、1) サリチル酸の恒常的蓄積に起因する組織の枯死性と、2) サリチル酸非依存的かつN型糖鎖で相補できない成長不全に分類できることが明らかとなった。特に根では細胞レベルで特徴的な異常が生じており、今後の研究が期待される。またGIPC糖鎖を欠損しても細胞の脱分化およびカルス細胞の増殖は通常以上に可能であり、GIPC糖鎖型の機能や必須性は細胞タイプによって異なることが明らかになった。

自由記述の分野

植物生理生化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

植物のGIPC糖鎖型は、動物のABO式血液型と類似しているがその生物学的意義はほとんど明らかになっていない。本研究の成果は、植物における糖脂質糖鎖型の分子機能の一端を明らかにし、根の成長への寄与やカルス細胞における非必須性など、今後の研究展開の実験モデル系となる重要な知見を提供する。またGIPCは、医薬品や健康食品、化粧品の有効成分であるヒト型セラミドの新たな供給源として応用面での期待も近年高まっている。カルス細胞のようにGIPC非必須な植物培養系の利活用により、植物で有用セラミドを生産する新奇技術の開発に繋がることが期待できる。