ケミカルフェノミクスによる植物のサイズを制御する低分子化合物の探索

2013 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 25560421
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 栗原 恵美子 独立行政法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 特別研究員 (90639585)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: ケミカルバイオロジー / バイオマス / 植物生長

研究概要

近年、地球温暖化等の環境問題の解決や炭素循環型社会の形成のためにも植物バイオマスは重要な資源となっている。本研究では、バイオマスの効率的な利用のために、さらなるバイオマスの増産を目的とした。これまでにも、エンドデュプリケーションにより、植物を大きくするような薬剤が知られている。しかしながら、それらは植物個体の稔性の低下などを引き起こすため、問題点も多い。本研究ではこの問題の解決に、低分子化合物ライブラリを用いて、化合物処理時における植物の表現型を解析することにより、有用な低分子化合物を探索した。
まず、シロイヌナズナ種子を96タイターウェルに播種し、低分子化合物を終濃度2.5Mとなるよう添加し、青色光下で3日間培養した。通常、青色単色光下でシロイヌナズナを育成すると、暗所での育成時と比較し、胚軸長が短くなるため、植物が伸長し大きくなっているものが迅速に判定することが可能であり、観察に適当な培養系であると判断した。青色単色光下で約4000化合物について処理し、全処理に対応するウェル全域の顕微鏡画像を自動撮影顕微鏡を用いて取得した。現在、画像解析を行い、胚軸の長さと葉の大きさを指標に全画像のプロットファイルを作成、評価を試みている。
2つ目に、青色光下においてシロイヌナズナの胚軸が有意に伸長した候補化合物は約40種あったが、そのうち特に有意差が大きく、且つ大量に入手可能であった1種を候補化合物として選抜した。この化合物を処理すると、青色光特異的に胚軸の伸長が亢進されることが分かった。この化合物および、コントロールと伸長に差異を示さない候補化合物の類似体を処理した時におけるマイクロアレイ解析を行っている。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

自動撮影顕微鏡の不具合と修理による遅れ、および産前、産後休暇による遅れによる。

今後の研究の推進方策

画像解析により作成したプロットファイルをもとに、そのデータベース化を行う。
植物が伸長したものにおいては、細胞内構造（液胞・核）の観察を行う。
また、候補化合物についてキャラクタリゼーションを行う。

次年度の研究費の使用計画

妊娠中に休業せざるを得ない状況となり、予定していた学会に参加できなかった。また休業中に実験が遅延し、予定していた試薬等の購入をしなかった。
平成26年度に学会参加費として使用する。