オートファジー欠損体を用いた植物体内の遊離亜鉛レベルを感知する新規センサーの探索

寻找一种新传感器，利用自噬缺陷细胞检测植物中的游离锌水平

基本信息

批准号：
21J11995
负责人：
篠崎大樹
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Meiji University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、植物体内亜鉛利用効率が低下しているオートファジー欠損植物に対してゲノムにランダムな変異を導入する処理を行ったM2植物群から亜鉛欠乏耐性を得た個体を選抜している。これら耐性個体は、液胞内の遊離亜鉛イオン量の減少が感知されないことにより、亜鉛欠乏下でも過剰な鉄吸収が促進されておらず、亜鉛欠乏症状が発症していないと考えられる。このため、当該変異体について変異箇所を特定することで、新規液胞内遊離亜鉛イオンセンサーが同定できると期待できる。本年度（2022年度）は、前年度に選抜した7ラインの亜鉛欠乏耐性個体について次世代シーケンサーによる変異箇所の特定を行った。変異箇所の高精度な特定には，戻し交配を行い、無関係な変異の数を削減することが重要である。そこで、上記の7ラインについて、それぞれ戻し交配を行い、BC1F1種子を回収、これを自家受粉させてBC1F2種子を回収した。シーケンス解析用のゲノムDNAは、亜鉛欠乏条件で再選抜したBC1F2植物体各ライン60個体以上から調整した。このシーケンス解析の結果、4ライン分について候補遺伝子を擁立することができた。これらの候補について、遺伝子型を個体ごとに個別に確認することで、次世代シーケンス結果の妥当性を確認した。さらに、一部の候補遺伝子について、蛍光タンパク質を付加したコンストラクトを作成し、細胞内局在解析を進めた。また、さらに高精度に変異遺伝子を特定するために2回の戻し交配を経たBC2F2植物も用意した。これらについて、亜鉛欠乏条件での再選抜を実施し、5ライン分について次世代シーケンスに供するのに量的および質的に十分なサンプルを調整した。

在这项研究中，我们从一组 M2 植物中选择了对缺锌具有耐受性的个体，这些植物经过处理，将随机突变引入自噬缺陷植物的基因组中，从而降低了植物内锌的利用效率。在这些抵抗个体中，认为由于没有检测到液泡中的游离锌离子量的减少，所以即使在缺锌的情况下也不会促进过量的铁吸收，并且不会出现缺锌症状。因此，通过鉴定突变体中的突变位点，有望鉴定出一种新型的液泡内游离锌离子传感器。今年（2022年），我们使用下一代测序仪来鉴定前一年选择的七个耐缺锌个体的品系中的突变位点。为了高精度地识别突变位点，进行回交以减少无关突变的数量非常重要。因此，将上述七个品系中的每一个进行回交，收集BC1F1种子，并将这些种子自花授粉以收集BC1F2种子。用于序列分析的基因组 DNA 是从每个 BC1F2 植物系的 60 多个个体中制备的，这些植物系在缺锌条件下重新选择。作为序列分析的结果，我们能够识别四个品系的候选基因。对于这些候选者，我们通过单独确认每个个体的基因型来确认下一代测序结果的有效性。此外，我们创建了一些候选基因中添加荧光蛋白的构建体，并进行了细胞内定位分析。此外，为了更精确地鉴定突变基因，我们还制备了经过两次回交的BC2F2植株。为此，我们在缺锌条件下进行了重选，并制备了足以用于 5 个品系的下一代测序的定量和定性样品。

项目成果

期刊论文数量（9）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

オートファジーの植物体内金属恒常性維持機構としての新たな一面

自噬作为维持植物金属稳态机制的新方面

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ryo Sumitani;Tomoyuki Mochida;Takuya Tsutsui;篠崎大樹，吉本光希
通讯作者：
篠崎大樹，吉本光希

細胞内自己成分分解系オートファジーが担う植物体内亜鉛ホメオスタシス

自噬（一种细胞内自分解系统）在植物中发挥锌稳态作用

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
内山慶祐;玉川徹;三原建弘;榎戸輝揚;沼澤正樹;周圓輝;江副祐一郎;伊師大貴;福島碧都;内野友樹;作田紗恵;石川久美;森下弘海;関口るな;辻雪音;村川貴俊;稲垣綾太;上田陽功;坂本貴紀;Takuya Tsutsui;篠崎大樹，吉本光希
通讯作者：
篠崎大樹，吉本光希

明治大学プレスリリース「植物は自身を分解することで体内の金属バランスを保つ」

明治大学新闻稿：“植物通过自身分解来维持体内的金属平衡”

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

植物オートファジーにおける膜タンパク質ATG9の機能解析

膜蛋白ATG9在植物自噬中的功能分析

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
福島碧都;伊師大貴;江副祐一郎;石川久美;内野友樹;作田紗恵;稲垣綾太;上田陽功;森下弘海;関口るな;辻雪音;村川貴俊;沼澤正樹;満田和久;Aufandra Cakra Wardhana;只木亮哉，黒崎智史，井上和也，篠崎大樹，吉本光希
通讯作者：
只木亮哉，黒崎智史，井上和也，篠崎大樹，吉本光希

Autophagy triggered by iron mediated ER stress is an important stress response to the early phase of Pi starvation in plants

铁介导的内质网应激引发的自噬是植物对 Pi 饥饿早期的重要应激反应