| 研究課題/領域番号 |
20K05710
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| 研究機関 | 秋田県立大学 |
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研究代表者 |
尾崎 紀昭 秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (50468120)
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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 | イネ / シリカ / バイオミネラリゼーション / ケイ酸 / ポリアミン |
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| 研究実績の概要 |
イネ科植物は能動的に吸収したケイ酸をバイオミネラリゼーションによって固体の非晶質シリカへと加工する。シリカは地上部の乾燥重量の約10％にも及び、クチクラ－シリカの多重構造がイネの植物体を環境ストレスから防御する機能を担っている。
本研究はイネの葉身に含まれるファン型シリカに着目し、シリカ形成に重要な役割を果たすと予想される有機マトリックスについて探索を行っている。これまでに研究代表者はファン型シリカから脂質輸送タンパク質（LTP）、セルロース等の生体高分子に加え、比較的低分子の有機マトリックス成分としてLCPA様分子を見出した。2020年度は以下に示す成果を得た。
１）圃場で栽培されているあきたこまち、台中、日本晴の各品種の葉身をサンプリングし、葉身からファン型シリカを単離した。その後、フッ化アンモニウム溶液を用いた比較的温和な条件下でシリカを溶解し、シリカ内部にLCPA様分子が共通して含まれていることをSDS-PAGE等で確認した。２）既に考案されているケイ酸重合活性検定系をより微量で測定できるように改良を行った。３）LCPA様分子と相互作用する候補分子と予想しているイネLTPの組換えタンパク質を作製する環境を整えた（葉身からのmRNA抽出とcDNAクローンの単離）。
４）各品種のファン型シリカの微細構造をFE-SEMで分析した結果、数十nmのシリカナノ粒子と有機マトリックスの存在が示唆された。
今後は組換えLTPとLCPA様分子の相互作用を確認するための系を構築していく予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
解析に必要なLCPA様分子を含む試料（ファン型シリカ）が大幅に不足したため、進捗状況がやや遅れている。新型肺炎感染防止のため、研究実施機関が4から9月まで完全な対面式となり、夏季に実験試料（ファン型シリカを含有する時期のイネ葉身）をサンプリングする人材（主にアルバイト学生）が充分に確保できず、当初計画の半分ほどしか試料を収集できなかったことが大きな要因である。さらに研究協力者との打ち合わせ等についても移動制限によって実施が困難であった。
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| 今後の研究の推進方策 |
2021年度は前年度の反省から、十分な実験試料が入手できるよう、短期間に集中してサンプリングを実施することを計画している。今後の感染状況を見据え、組換えタンパク質の作製を予定よりも前倒しで実施している。研究協力者との打ち合わせは随時オンラインで実施し、研究協力者にLCPA含有試料を郵送することで分析を依頼する予定である。
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