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2011 年度 実施状況報告書

植物の高次機能を制御する葉緑体型緊縮応答の分子メカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 23770038
研究機関東京工業大学

研究代表者

増田 真二  東京工業大学, バイオ研究基盤支援総合センター, 准教授 (30373369)

研究期間 (年度) 2011-04-28 – 2013-03-31
キーワード緊縮応答 / シロイヌナズナ / ppGpp / stringent response / 葉緑体
研究概要

緊縮応答はもともと細菌で発見/研究されてきた環境応答機構であるが、近年真核生物からも見いだされ、生物普遍的な生体システムであることがわかってきた。植物において緊縮応答は葉緑体で行われるイベントと考えられるが、その具体的な生理機能は明らかとなっていない。本研究では、モデル植物シロイヌナズナを用いて、葉緑体型緊縮応答の役割を明らかにすることを目標に研究を進めている。緊縮応答の中核をなす分子は、セカンドメッセンジャーとして機能する特殊な核酸分子ppGppで、大腸菌においてはRelA、SpoTと名付けられた2つの酵素により、その内在量がコントロールされている。近年植物からRelA/SpoTと相同性のある遺伝子が見つかり、それらはRSHと呼ばれている。シロイヌナズナには、RSH1, RSH2, RSH3, CRSHの4つのRSH遺伝子がある。今年度はその中でも特にCRSHに焦点を絞り、研究を進めた。1)CRSHの発現を任意に誘導できる系の確立を進めた。具体的には、任意の時期にCRSHの発現を行うことのできるデキサメタゾン誘導プロモータ下流にCRSHのcDNAをつなぎ、その組換え遺伝子をアグロバクテリウムをもちいた系により野生型シロイヌナズナに導入した。何度かの継代を経て、導入遺伝子をホモに持つラインの確立に成功した。2)CRSHの発現を任意に抑制できる系の確立を進めた。具体的には、任意の時期にCRSHのノックダウンを行うことのできるデキサメタゾン誘導プロモータ下流にCRSH遺伝子人口amiRNAをつなぎ、その組換え遺伝子をアグロバクテリウムをもちいた系により野生型シロイヌナズナに導入した。何度かの継代を経て、導入遺伝子をホモに持つラインの確立に成功した。

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

目的の組換え植物体の作成が順調に進んでいる。

今後の研究の推進方策

今年度作成した組換えシロイヌナズナを用いて、CRSHの機能強化またはノックダウンによりどのような表現型が引き起こされるのかを精査する。同時にCRSHの機能強化またはノックダウンにより、代謝産物およびホルモン量にどのような影響が出るのかをメタボロミクスおよびホルモノーム的アプローチで解析を行う。

次年度の研究費の使用計画

23年度に抗体の作成を計画していたが、抗原の調整が送れ、24年度にずれ込むことになった。そのため23年度に残額が生じた。しかしその残額分は24年度に使用する見込み。それを見込んで、試薬/制限酵素/修飾酵素/ガラス器具といった消耗品の購入に138万円、日本植物生理学会等での成果報告の旅費に10万円、その他の経費に20万円必要となる見込み。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 光合成生物の緊縮応答2011

    • 著者名/発表者名
      増田真二
    • 雑誌名

      光合成研究

      巻: 21 ページ: 106-111

  • [雑誌論文] A monogalactosyldiacylglycerol ---2011

    • 著者名/発表者名
      Masuda, S., Harada, J. et al.
    • 雑誌名

      Plant Cell

      巻: 23 ページ: 2644-2658

    • 査読あり
  • [学会発表] 非光化学消光(NPQ)に関与する遺伝子LAP1の機能解析2012

    • 著者名/発表者名
      佐藤諒一,高市真一,太田啓之,増田真二
    • 学会等名
      第53回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      京都産業大学
    • 年月日
      2012年3月16日
  • [学会発表] 緑藻Chlamydomonas reinhardtiiを用いた緊縮応答因子RSHタンパク質の機能解析2012

    • 著者名/発表者名
      松井彩, 井原雄太, 前川未来翔 戸澤譲,太田啓之,増田真二
    • 学会等名
      第53回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      京都産業大学
    • 年月日
      2012年3月16日
  • [学会発表] RelA/SpoTホモログRSHのシロイヌナズナにおける葉緑体機能制御機構の解析2012

    • 著者名/発表者名
      朴木里奈,前川未来翔,水澤一樹,太田啓之,増田真二
    • 学会等名
      第53回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      京都産業大学
    • 年月日
      2012年3月16日
  • [図書] Advances in Photosynthesis2011

    • 著者名/発表者名
      Masuda, S.
    • 総ページ数
      13
    • 出版者
      INTECH, ISBN 978-953-307-928-8

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公開日: 2013-07-10  

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