| 研究課題/領域番号 |
20H03278
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| 研究機関 | 山口大学 |
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研究代表者 |
真野 純一 山口大学, 大学研究推進機構, 教授 (50243100)
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| 研究分担者 |
杉本 貢一 筑波大学, 生命環境系, 助教 (00511263)
村田 芳行 岡山大学, 環境生命科学学域, 教授 (70263621)
深城 英弘 神戸大学, 理学研究科, 教授 (80324979)
武宮 淳史 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (80448406)
山内 靖雄 神戸大学, 農学研究科, 准教授 (90283978)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 環境ストレス / 植物ホルモン / 活性酸素 / 活性カルボニル種 / シグナル伝達 / ストレス耐性 / オキシリピン / 脂質 |
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| 研究実績の概要 |
1) 青色光による気孔開口をRCSが阻害する現象を発見し，青色光シグナル伝達経路におけるRCSの作用点はH+ATPaseの活性化メカニズムの近傍であることを明らかにした。（論文投稿中）
2) ホウレンソウ葉緑体チラコイド膜，包膜に存在するカルボニル種を解析し，包膜には主としてリポキシゲナーゼ反応に由来するC6アルデヒドが存在するのに対し，チラコイド膜にはC3-C11の多様なカルボニル種が含まれており，それらのチラコイド膜内の濃度はmMレベルであることを明らかにした。一方，ストロマに存在するカルボニル種の濃度は極めて低く，ストロマでは可溶性のカルボニル消去物質及び消去酵素によってRCSレベルが極めて低く抑えられていることを明らかにした。（論文投稿中）
3) 植物がもつRCS消去物質として，新たにニンニクからアリインを同定した。アリインはアミノ基にRCSを２分子付加させて消去すること，またそのRCS消去能は，動物由来のRCS消去ペプチドであるカルノシンより高いことを明らかにした。（論文執筆中）
4) RCS消去酵素2-アルケナールレダクターゼ（AER）を葉緑体に局在させる組換えシロイヌナズナを作成した。また，アクロレインを特異的に消去するグルタチオントランスフェラーゼ（GST）アイソザイムTau19（GSTU19）を葉緑体及び細胞質に局在させる組換えシロイヌナズナを作成した。さらにアクロレインと4-ヒドロキシノネナール（HNE）に特異的なGSTU17を葉緑体，細胞質，アポプラストに局在させる組換えシロイヌナズナを作成した。
5) 高塩分が引き起こす酸化ストレスにおいて，アクロレイン，HNE, (E)-2-ペンテナール植物体内で増大し発芽や生長を抑制することを明らかにした。（論文投稿中）
6) 植物の小胞体ストレスに伴いRCSが増大することを明らかにした。（論文投稿中）
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
オルガネラごとのRCS生成の意義を解明するため，葉緑体に2-アルケナールレダクターゼまたはGSTU19を局在させる組換えシロイヌナズナを作成し，ホモ接合体が得られた。またGSTU17のアポプラスト局在組換え体も１系統得られた。これらの組換え体の表現型（形態形成およびストレス応答）とRCS組成を解析することで，今年度中でに目的の成果は得られると期待できる。論文発表は次年度となる。
一方，RCSシグナル作用解明のための標的タンパク質同定およびタンパク修飾様式の解析は，研究協力者から譲受したプラスミドの塩基配列が間違っていたり，十分なタンパク質発現レベルが得られないなどの困難があったため，予定より遅れている。
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| 今後の研究の推進方策 |
1) RCSの作用点を解明するために，タバコBY-2細胞（H2O2刺激時），シロイヌナズナ根（オーキシン刺激時，塩ストレス時），シロイヌナズナ孔辺細胞（アブシシン酸刺激時）のRCS修飾プロテオーム解析を行う。また，RCS標的候補である20Sプロテアソームを精製し，そのプロテアーゼ活性に対するRCSの効果を解析する。
2) 作成してきたAER過剰発現植物，GSTU17, GSTU19過剰発現植物の表現型解析，カルボニル組成分析を行い，細胞コンパートメントごとのRCSの生理的意義を明らかにする。
3) 新たに発見したRCS消去低分子（アリインなど）が植物体内でRCS消去作用を発揮するかを検証するために，植物に酸化ストレス処理を施したときに消去分子とRCSの反応生成物が増大するか，LC-MSで解析する。
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