| 研究課題/領域番号 |
25650089
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
藤田 知道 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (50322631)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | ヒメツリガネゴケ / 光変換蛍光タンンパク質 / 細胞間コミュニケーション / 原形質連絡 / ストレス応答 / アブシジン酸 |
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| 研究実績の概要 |
細胞間コミュニケーションは、細胞の運命制御や環境応答など個体を統制する上で重要であり、植物では原形質連絡がその役割を担っている。近年、原形質連絡を介した情報のやり取りが発生段階あるいは周囲の環境変化に応じてダイナミックに変化していることが明らかになってきたものの、その制御に関わる因子はまだ断片的にしか明らかにされていない。
そこで申請者らは、ヒメツリガネゴケの原糸体が細胞間コミュニケーションの研究に優れていることに着目し、光変換型蛍光タンパク質Dendra2に着目した細胞間コミュニケーションの定量解析法を開発し研究を進めた。その結果、アブシジン酸（ABA）がDendra2の細胞間移動を１時間以内に抑制することを見出した。またこのような細胞間移動の抑制は少なくとも２４時間は継続していることを見出した。
次に、このようなABA依存的な細胞間の高分子移動の抑制にどのようなABAシグナル伝達因子が関わっているのかを明らかにするため、ヒメツリガネゴケにおいてすでにABAのシグナル伝達因子としての機能が報告されているAbscisic Acid Insensitive 1 (ABI1)、ABI3およびSnRK2キナーゼの３種類に注目し、これらの遺伝子破壊株や誘導的遺伝子過剰発現株を作成し、これら変異体におけるDendra2の移動度の定量解析を行った。
その結果、ABI1が原形質連絡を介した細胞間輸送の高分子輸送の安定的な制御に重要である可能性を見出した。またabi3遺伝子破壊株とABI3誘導的過剰発現株を用いた実験より、ABI3がABA添加後比較的遅い１２時間から２４時間後の高分子輸送の抑制に関わっている可能性を見出した。さらにSnRK2もABA依存的な高分子輸送の抑制に関わっていることを見出せた。興味深いことにSnRK2による高分子輸送の抑制効果はABI3よりも短時間に現れた。
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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
ABA依存的な原形質連絡の制御に関わる因子として、ABI1に着目して研究を進めてきた。その結果、ABI1がABA依存的な高分子輸送の制御に関与していることを示すデータを得ることができたが、同時に原糸体ごとのデータのばらつきが大きく、統計的に有意なデータを示すことができなかった。むしろ、現在ではABI1は、原形質連絡を介した細胞間輸送の安定性の維持に関与しているのではないかとの仮説を立て検証を試みている。また別にABI3とSnRK2のそれぞれのABAシグナル因子に着眼し研究を進めた結果、どちらの因子もABA依存的な高分子移動の制御に関っていることを見出すことができたが、その制御のダイナミクスが異なり、SnRK2はABA添加後比較的早い高分子移動の抑制に、ABI3はABA添加後遅い高分子移動の抑制に関わっている可能性を見出した。両因子の制御のダイナミクスの計測の定量的解析精度をあげ、再現性のあるデータを取得するのに時間を要した。
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| 今後の研究の推進方策 |
SnRK2とABI3のそれぞれがどのような関係で原形質連絡の制御に関わるのかを分子細胞遺伝学的手法により明らかにする。またABA依存的な高分子移動の制御の初期応答（SnRK2が関わると想定）と後期応答（ABI3が関わると想定）における原形質連絡の超微細構造の変化を電子顕微鏡を用いて調べることが必要である。さらにSnRK2およびABI3の下流でどのような因子が直接ABA依存的な高分子移動の制御に関っているのかを明らかにする必要がある。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
原形質連絡に関する制御因子の対象としてABI1とSnRK2を想定していたが、並行して解析をすすめたABI3について、この因子が細胞間移動の制御に重要であるというクリアな結果をまず得ることができた。したがって計画を修正し、ABI3の原形質連絡制御における解析を進めることとしたため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
SnRK2とABI3のそれぞれがどのような関係で原形質連絡の制御に関わるのかを分子遺伝学的、分子細胞遺伝学的手法などにより、より詳細に解析する。
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