| 研究課題/領域番号 |
20K15501
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
中村 咲耶 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 訪問研究員 (20845151)
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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 | オートファジー / オルガネラ / シロイヌナズナ / 光障害 / 細胞内品質管理 |
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| 研究実績の概要 |
植物は太陽光を利用した光合成により成長する一方で、太陽光に含まれる過剰な光エネルギーによる障害に常に晒されている。申請者はこれまでに、太陽光の主な障害要因である紫外線B (UVB) や強光に対する植物の耐性機構に着目し、光障害により損傷した葉緑体が、細胞内分解系であるオートファジーによって除去されることを明らかにした。本研究では、光障害時に、植物の成長を支える他のオルガネラ品質管理にもオートファジーが寄与する可能性に着目し、植物の新奇オルガネラ・オートファジー経路の同定、およびストレス応答としての重要性を検証した。
昨年度までに、オートファジーが紫外線障害時にミトコンドリアおよびペルオキシソームを積極的に分解していることが見いだされたため、本年度は他の植物オルガネラ (小胞体、ゴルジ体、トランスゴルジネットワーク、Multi vesicular bodyなど) についても光障害時の変化を調べるために、複数の蛍光波長の蛍光タンパク質による可視化マーカーなどの材料を整備した。加えて蛍光タンパク質を用いない、蛍光プローブによるオルガネラ形態観察法の構築にも取り組んだ。
また、光による障害時に機能するオルガネラ選択的オートファジーに必要な因子を同定するため、特にオートファゴソーム上のタンパク質ATG8の相互作用タンパク質を共免疫沈降法により同定することを目指したが、損傷を受けたミトコンドリアは短時間で液胞内へと輸送・分解されてしまうことが分かったため、目的とするタンパク質を濃縮することは困難と判断した。そこで代替のアプローチとして、複数のタイプの光障害後の植物サンプルの遺伝子発現解析を組み合わせることで、関連する遺伝子群を絞り込むこととし、そのための多検体RNAseq解析を行った。
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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
光障害後のオルガネラ選択的オートファジーを制御する因子を共免疫沈降、質量分析で同定しようとしたが、生体内で目的タンパク質を濃縮させることが困難であり想定通りに解析を進めることができなかった。ただし変更したアプローチの解析はほぼ完了することができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究計画は、「区分② 補助事業の目的をより精緻に達成するための研究実施」に該当する追加実験が生じたため、期間延長を申請した。延長した最終年度で、RNAseqで得たデータの詳細な解析を進める予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究期間中に一部、達成が困難であると判断した解析が生じ、代替として追加したアプローチで得た結果を、期間延長した令和4年度で詳細に解析、検証する予定である。そのためのデータ解析、絞り込んだ候補遺伝子についての遺伝子発現量の変動の確認といった検証実験、に必要な試薬・消耗品等の費用として、翌年度分として請求した助成金を使用する。
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