2018 Fiscal Year Annual Research Report
Response mechanisms to a fluctuating environment through long-distance signaling
| Project Area | Integrative system of autonomous environmental signal recognition and memorization for plant plasticity |
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| Project/Area Number |
15H05957
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
松林 嘉克 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (00313974)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
望田 啓子 (桑田啓子) 名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 特任助教 (70624352)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 篩管 / ペプチド / シロイヌナズナ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までにCEPの下流で働く2 次シグナルが篩管移行性のポリペプチドCEPD1およびCEPD2であることを見出していたが，今年度は，その他のCEPDホモログ群に着目して研究を行なった．シロイヌナズナにはCEPDと配列が類似したポリペプチドが21種類あり，そのうちの4種類が窒素欠乏時の硝酸取り込み促進に関わるCEPD/CEPDLファミリーであるが，さらに残り17種類の機能解析を進めている．その中に，CEPD/CEPDLファミリーとは逆に窒素欠乏では発現レベルが低く，窒素十分条件で発現が誘導されるグループを見出した．このグループも主に葉の篩部において発現するが，根を切除した地上部に対する窒素欠乏処理や再供給で発現が変動したことから，葉自身の窒素状態に直接応答するシグナルと考えられる．GFP融合タンパク質の局在解析から，CEPD/CEPDLファミリーと同様に，葉の篩部で発現したペプチドは根へ移行して，核局在することが明らかとなった．さらにトランスクリプトーム解析の結果などから，このグループは硝酸の吸収や木部への硝酸の積み込みを抑制し，硝酸の地上部への供給を制限していることが示された．今後，このグループがどのように硝酸吸収系遺伝子群の発現を制御しているかについて，共免疫沈降などの手法を用いて生化学的に解析していく．一連の結果は，葉が窒素十分になると根からの硝酸の地上部への供給を抑制するシグナリング系，すなわち器官間で需要と供給のバランスを保つしくみの存在を示唆している．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまでの研究過程で，シロイヌナズナにはCEPDホモログが21種類も存在し，その多くが葉の篩部に特異的な発現を示すことが明らかになった．これらは葉から根へ情報を伝達する新しい長距離移行シグナル群である可能性が高まっており，個々の機能解析を進めていくことで，これまで知られていなかった成長制御機構や環境適応機構を明らかにできると考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
葉から根に移行したCEPDファミリーがどのようにして窒素吸収を制御しているかを，共免疫沈降などの手法を用いて生化学的に解析していく．また，シロイヌナズナに21種類存在するCEPDホモログ群についても，それぞれの誘導発現株を作製し，根で一過的に発現させた場合における遺伝子発現変動を次世代シーケンサで検出する手法で機能解析を進めていく予定である．
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