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2012 年度 実施状況報告書

オーキシンの極性輸送系に特異的なケミカルツールの開発

研究課題

研究課題/領域番号 23510285
研究機関岡山理科大学

研究代表者

林 謙一郎  岡山理科大学, 理学部, 教授 (30289136)

キーワードオーキシン / 植物ホルモン / 極性輸送
研究概要

植物ホルモンであるオーキシンは胚形成や光・重力屈性などの植物の重要な分化・成長過程を調節する.そのホルモン活性の調節は,オーキシンの極性輸送による体内分布の制御が大きく関与している。このことからオーキシン極性輸送が調節するオーキシンの分布については,オーキシン濃度勾配の動的変化を解析することが極めて重要であり,本年度はその解析のため,ケミカルバイオロジーによるアプローチで,オーキシン濃度分布に関する研究に着手した.
本年度は,細胞のオーキシン分布のライブイメージングを可能とする新しいケミカルツールの開発を目的として研究を展開した.すなわち,蛍光オーキシンアナログを分子設計し,オーキシンであるIAAとNAAにリンカーを介して蛍光基を導入した.50種の蛍光オーキシンアナログを合成し,蛍光顕微鏡で蛍光オーキシンアナログの動的な蛍光像を評価・解析した.また,同時に陰性コントロールとして必須である蛍光安息香酸や蛍光インドールなどの分子も合成した.シロイヌナズナの根や胚軸を,蛍光オーキシンアナログで処理するとそれらのうちいくつかが,オーキシンの分布を反映すると考えられる蛍光像を与えた.また,一方,陰性コントロールの蛍光分子では,有意な蛍光像を示さなかった.今後は,これら蛍光オーキシンアナログの詳細な輸送機構や分布プロファイルを詳細に解析し,オーキシン分布の動的な変化を解析する.

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

本年度は、細胞のオーキシン輸送のライブイメージングを目指して、研究を推進してきた。その結果、目標とする機能を発揮する蛍光オーキシンアナログを分子設計し、合成・評価することができ、その構造最適化を行った結果、満足する分子機構を有する蛍光アナログを創出できた。蛍光オーキシン分子に関する研究成果ついては、植物生理学会・国際オーキシン学会などで、招待講演で発表することができ,当該研究分野での国際的に高い評価を受けた。以上のことから、本年度までの研究の進展状況は計画通りであり、順調に進展しており、ほぼ満足な結果であるといえる。

今後の研究の推進方策

これまで,ほほ計画通りに研究成果は達成されており,今後とも,計画調書に基づいて研究を推進していく予定である.一部、蛍光オーキシンの研究については,期待以上に研究計画が進展した。しかしながら,光反応性プローブを用いたオーキシン輸送タンパクの分子機構の解明については,輸送タンパクの発現系の構築が問題となっており、共同研究などにより、今後より一層の研究推進が必要と思われる.今後,研究成果を発表していくために,学術論文としてまとめて、発表を目指していく。

次年度の研究費の使用計画

本年度予定していた消耗品の予算額70万円程度を当初の計画より減額して使用した。これは蛍光オーキシンの研究が期待以上に進展したことから、この減額分を次年度で蛍光オーキシンの解析に必要な顕微鏡の購入を計画しているためである.

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] オーキシンのケミカルプローブ2012

    • 著者名/発表者名
      林謙一郎
    • 雑誌名

      植物の成長調節

      巻: 47(2) ページ: 74-84

    • 査読あり
  • [雑誌論文] オーキシンの信号伝達・輸送に関するケミカルバイオロジー2012

    • 著者名/発表者名
      林謙一郎
    • 雑誌名

      植物の成長調節

      巻: 47(1) ページ: 1-9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermospermine suppresses auxin-inducible xylem differentiation in Arabidopsis thaliana.2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshimoto, K., Noutoshi, Y., Hayashi, K., Shirasu, K., Takahashi, T., Motose, H
    • 雑誌名

      Plant Signal Behav.

      巻: 7 ページ: 937-939

    • DOI

      doi: 10.4161/psb.20784.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A chemical biology approach reveals an opposite action between thermospermine and auxin in xylem development in Arabidopsis thaliana.2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshimoto, K., Noutoshi, Y., Hayashi, K., Shirasu, K., Takahashi, T., Motose, H
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol

      巻: 53 ページ: 635-645

    • DOI

      doi: 10.1093/pcp/pcs017

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Auxin activates the plasma membrane H+-ATPase by phosphorylation during hypocotyl elongation in Arabidopsis.2012

    • 著者名/発表者名
      Takahashi, K., Hayashi, K., Kinoshita, T
    • 雑誌名

      Plant Physiol

      巻: 159 ページ: 632-641

    • DOI

      doi: 10.1104/pp.112.196428.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design and synthesis of photolabile caged cytokinin.2012

    • 著者名/発表者名
      Hayashi, K., Kusaka, N., Ando, K., Mitsui, T., Aoyama, T., Nozaki, H.
    • 雑誌名

      Bioorg Med Chem Lett

      巻: 22 ページ: 5663-5667

    • DOI

      doi: 10.1016/j.bmcl.2012.06.090.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The interaction and integration of auxin signaling components.2012

    • 著者名/発表者名
      Hayashi, K.
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol

      巻: 53 ページ: 965-975

    • DOI

      doi: 10.1093/pcp/pcs035

    • 査読あり
  • [雑誌論文] オーキシンの受容と信号伝達の分子機構 =TIR1オーキシン受容体拮抗剤の分子設計=2012

    • 著者名/発表者名
      林謙一郎, 野崎浩
    • 雑誌名

      化学と生物(日本農芸化学会誌)

      巻: 50 ページ: 876-882

    • 査読あり
  • [学会発表] Auxin activates the plasma membrane H+-ATPase through phosphorylation of the penultimate threonine without the involvement of TIR1/AFBs auxin receptors.2013

    • 著者名/発表者名
      K. Takahashi, K. Hayashi, T. Kinoshita
    • 学会等名
      International Workshop on Plant Membrane Biology XVI, 2013
    • 発表場所
      Kurashiki, Japan
    • 年月日
      20130326-20130331
  • [学会発表] Visualization of cellular auxin distribution by chemical biology approach.2012

    • 著者名/発表者名
      K. Hayashi
    • 学会等名
      Auxin 2012
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 年月日
      20121209-20121214
    • 招待講演
  • [学会発表] Characterization of a Dof-type transcription factor, which plays a negative role in auxin signaling in A root elongation2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Ishida, A. Nakamura, M. Suzuki, Y. Kakei, Y. Kondou, M. Matsui, K. Toyooka, K. Hayashi, T. Asami, Y. Shimada
    • 学会等名
      Auxin 2012
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 年月日
      20121209-20121214
  • [学会発表] オーキシン及びブラシノステロイドのシグナル制御剤の探索2012

    • 著者名/発表者名
      Naiyanate Jaroensanti・中嶋正敏・尹禎敏・大谷征史・Park Seung-Hyun・林謙一郎・浅見忠男
    • 学会等名
      第47回植物化学調節学会
    • 発表場所
      鶴岡・山形
    • 年月日
      20121027-20121028
  • [学会発表] YUCCA を標的とするIAA 合成阻害剤の構造活性相関2012

    • 著者名/発表者名
      告船真一・西村岳志・笠原博幸・酒井達也・神谷勇治・野崎浩・小柴共一・林謙一郎
    • 学会等名
      第47回植物化学調節学会
    • 発表場所
      鶴岡・山形
    • 年月日
      20121027-20121028
  • [学会発表] 蛍光オーキシンアナログを用いたオーキシン分布の可視化に関する研究2012

    • 著者名/発表者名
      中村昌一・福永紫穂・青山卓史・古谷将彦・西村岳志・小柴共一・野崎浩・林謙一郎
    • 学会等名
      第47回植物化学調節学会
    • 発表場所
      鶴岡・山形
    • 年月日
      20121027-20121028
  • [学会発表] 植物の非極性輸送型オーキシンとその作用機構の解析2012

    • 著者名/発表者名
      菅原聡子・増口潔・田中慧太・菱山正二郎・酒井達也・花田耕介・木下 (辻村) 香織・柿本辰男・川出洋・夏目雅裕・Yunde Zhao・林謙一郎・神谷勇治・笠原博幸
    • 学会等名
      第47回植物化学調節学会
    • 発表場所
      鶴岡・山形
    • 年月日
      20121027-20121028

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公開日: 2014-07-24  

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