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本年度の研究では、まずミヤコグサに対し根粒菌を感染させた際のPIP含量の定量を行った。その結果、ミヤコグサの野生型において、根粒菌感染依存的にPIP含量が増加していることが明らかとなった。また、plp変異体を使用し同様の解析を行った際は、PIPの蓄積量に変化がなかったため、PLPがPIPの蓄積を介して根粒菌感染を制御していることが示唆された。さらに、このPIPの変化に直接的に関与するPIキナーゼを、初年度に行ったRNA-seq解析をもとに見出した。このPIキナーゼの機能欠損体では、plpと同様に根粒菌感染時のPIPの蓄積量の増加が見られなかったため、このPIキナーゼが直接的に根粒菌感染時のPIPを制御しているものであると判明した。これまでの知見からは、シロイヌナズナのPLPタンパク質はPIPに直接結合し、その蓄積量やシグナル伝達に影響することが明らかとなっている。そこで、本研究の解析対象であるミヤコグサのPLPタンパク質とPIPとの相互作用をPIP-strip法により確認した。その結果、PLPは複数のPIPと直接的な結合能があることが確認された。以上のことなどから、ミヤコグサのPLPタンパク質はPIPの蓄積量や局在を制御することで、根粒菌の感染を制御していることが強く示唆された。
本研究の目的であったPLPおよびGEFの機能解析において、PLPがPIPの蓄積量に関与し、根粒共生を制御することが明らかになったことは非常に大きな成果である。一方で、GEFの相互作用因子の同定においては、作製した形質転換体からのタンパク質抽出に問題があったため、現在も改善を図っているところである。また、研究計画には含まれていなかったPIキナーゼの特定は、非常に上手く進行しているため、本研究ではPIPによる根粒共生の制御の全容解明に非常に大きな研究成果を得られたと考えている。
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