2022 Fiscal Year Research-status Report
オルガネラ動態が駆動するアブシシン酸の迅速生成機構の解明と膜交通モデルの検証
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22K06282
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
坂本 敦 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 教授 (60270477)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | アブシシン酸 / ストレス / 小胞体 / β-グルコシダーゼ / アポプラスト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，①ストレスに応答したアブシシン酸（ABA）配糖体の加水分解による迅速なABA生成機構と，②その植物生理学的意義の解明である。シロイヌナズナでこの反応を担う脱配糖体酵素BG1は小胞体（ER）ボディ局在であるため，アポプラストに貯蔵されるABA配糖体から如何にしてABAを生成するのかは謎である。これまでの研究から，乾燥に応答したERボディの動態変化と連動した小胞輸送などの膜交通によって，BG1 の一部がアポプラストに輸送されると考えている。本研究では，この膜交通仮説を証明するとともに，新規合成に先立ち起こるABA配糖体の加水分解の植物生理学的意義を明らかにするために，以下の２つの研究項目を実施し，本年度は記載の成果を得た。
①BG1-RFP融合蛋白質を発現する形質転換植物の解析から，BG1が乾燥のみならず，塩ストレスによってもアポプラストに移動することを示唆する結果を得た。他方，ERボディに局在するが，BG1とは基質特異性が異なる脱配糖体酵素PYK10についても同様な解析を行ったところ，PYK10は乾燥などのストレス条件下でもERボディに留まることが明らかとなり，BG1輸送の特異性が示唆された。この結果は，ABA配糖体代謝には関わらないPYK10がアポプラストに移行することに合目性がないことからも支持される。また，小胞輸送や膜輸送の関与を明らかにするために，これらに欠陥を持つ変異株バックグラウンドで融合蛋白質を発現する形質転換株の作出に着手した。
②BG1遺伝子破壊株の発現解析から，早期にABAに応答する遺伝子の幾つかが，野生株と比較して乾燥による誘導レベルが抑制されており，BG1による迅速なABA生成とABA応答遺伝子との因果関係が示唆された。現在，BG1遺伝子破壊がトランスクリプトーム全体に与える影響をRNAシークエンスにより評価作業中である。
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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
概ね予定通りに研究を実施できている。また，局在や酵素機能がBG1と類似したPYK10はアポプラストに移行しないなどの興味深い結果が出ている。膜交通系の変異を用いた研究材料など次のステップに必要な準備も整いつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
①のストレスに応答した迅速なABA生成機構については，膜交通系の突然変異株を用いたBG1の局在動態観察に重点を移し，ERボディからアポプラストへのBG1輸送過程のメカニズム解明に迫りたい。②の迅速生成の植物生理学的意義については，主としてABA新規合成系との関係に重点を絞り解析を進める予定である。
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| Causes of Carryover |
試薬・消耗品等の価格変動により当初予算執行計画より僅かな差額が生じた (残額の割合は所要額の3%弱)。未使用額は次年度の試薬若しくは消耗品の購入に充てる予定である。
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