| 研究課題/領域番号 |
19K16170
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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 |
波間 茜 (久保田茜) 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (70835371)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 光周性 / 花成 / 環境応答 |
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| 研究実績の概要 |
適切なタイミングでの花成は、植物の生存戦略としてだけでなく農業においても重要である。花成ホルモンフロリゲンをコードするFT遺伝子の発現は、これまでの実験室条件では、夕方に1回のみであり、そのことを前提とした基礎・応用研究が進められてきた。しかし研究代表者らは、野外条件においてFTは夕方だけでなく朝方にも発現しており、花成に重要な役割を果たしていることを見出した [Song, Kubota et al., Nature Plants 2018]。さらに、実験室条件においても温度と光質 [赤色光/遠赤色光 (R/FR)] を適切に調節することで、野外のFT発現と花成時期を再現できることを示し、これを用いた実験から、赤色光遠赤色光受容体であるフィトクロムA (phyA) や、FTの転写活性化因子であるCONSTANS (CO) が重要であることを明らかにした。そこで本研究では、この系を利用して光シグナルによって朝にFTが誘導される分子メカニズムの解明を目的とした。今年度は主に生理学的な実験を中心に進め、夜明けや日没のタイミングをずらす、あるいは夜間の異なるタイミングにパルス照射を行うことで、特定の時間帯の光照射によりCOのタンパク質の安定性及びFT誘導が顕著に起こることを明らかに、国際学会を含む複数の学術学会での発表を行った。また、現在得られているphyA相互作用候補因子の過剰発現体の作出を行い、これらの因子と光受容体の遺伝学的関係性の解明を進めた。これらの結果より次年度以降、光受容体からFT発現までのシグナル伝達経路の全容解明が進むと期待される。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
これまでに、日没や夜明けのタイミングを変化させることで朝夕のFT誘導に効果的な時間帯が存在することを生理学的な実験により明らかにした。また、FTの誘導に関与するCOタンパク質にタグを付与した形質転換体を様々な光受容体背景で作出中であり、今後、これらのラインを使用することで光受容体からFTまでのシグナル伝達がどのように行われているかを、遺伝学的なアプローチで解明する準備を進めている。一方で、phyAの相互作用因子の網羅的探索はやや準備が遅れているものの、相互作用候補因子の形質転換体は遅延なく作出を進めている。したがって計画はおおむね順調に進んでいると考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
夜中のパルスがCOタンパク質の安定性あるいは活性に効果的であることから、この条件で、COタンパク質を安定化する相互作用因子を同定するために、アフィニティー精製および免疫沈降法と、近接標識法によるCO複合体の質量解析にむけた実験系の確立を目指す。得られた相互作用候補因子とCOの分子間相互作用をin vivoで経時的に解析するために、Split Luciferaseの実験系も確立中である。また、夜中の光パルスの光質や、phyAがCOタンパク質の蓄積あるいは活性に関与する可能性を解析するために、同様の実験をphyA変異体背景や、光質を変化させた条件で行っている。今後、CO相互作用因子が得られ次第、phyAとの相互作用や夜中のパルスに対する応答性を解析することで、光受容体からCO, FTまでのシグナル伝達経路の全容解明を進めることができると期待される。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
人工気象器に関して増税前の納品が可能となり、消費税分の差額が生じたため88円の使用額が生じた。この差額分は、次年度以降の遺伝子発現解析に用いるPCRプレート等の消耗品の購入費に充てることとする。
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