発達中の種子における葉緑体PIIを介した炭素代謝と窒素代謝の代謝制御機構の解明

阐明种子发育中叶绿体PII介导的碳氮代谢的代谢控制机制

• 批准号: 07J06162
• 负责人: 蓑田 歩
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J06162/
• 关键词: 代謝; スクリーニング; 生長; 種子

植物は栄養条件に応じて体内の代謝バランスを変えることで、その生長を制御し、環境への適応を計る。このことからも、植物の代謝と生長は、それぞれの上流に位置するシグナル伝達系の密接な連携により制御されていることが予想されるが、その機構は現在、わかっていない。本研究はこの未知の機構を明らかにすることを目的として、他の生物において、細胞の代謝や生長の制御に関わることが知られている重要な制御因子PIIとTORの植物細胞における機能についての研究を進めている。これらの制御因子は多面的な機能を持つために、遺伝学的な手法による研究は難しいことから、それぞれと相互作用する新規因子の同定と機能の解析を研究の方針とした。3年間をとおして、アラビドプシスの緑葉プロトプラストでのスクリーニング系の確立に取り組んだ。さらに、本スクリーニング系を利用して、植物界にのみ存在するTORの新規候補因子の一つを同定した。また、上記の緑葉プロトプラストでのスクリーニング系の確立と平行して行った、抗TOR抗体と抗PII抗体による免疫沈降やプルダウンアッセイによるスクリーニングによっても、それぞれに対して、複数の候補因子が得られた。PII相互作用新規因子の更なる機能解析を進めるための手法として、葉緑体in vitro転写系を確立した。この葉緑体in vitro転写系は、in vitro転写反応以外にも、葉緑体内の酵素反応を調べるために有効であり、今後の応用が期待できるものになった。

植物通过根据营养条件改变其内部代谢平衡来控制其生长并适应环境。由此推测，植物的代谢和生长是由位于各自上游的信号转导系统之间的密切合作控制的，但其机制目前尚不清楚。这项研究旨在阐明这一未知的机制，并研究了 PII 和 TOR 在植物细胞中的功能，这些重要的调节因子已知参与其他生物体的细胞代谢和生长的控制。由于这些调节因子具有多方面的功能，很难用遗传学方法对其进行研究，因此研究策略是识别与每个调节因子相互作用的新因子并分析其功能。在三年的时间里，我致力于建立一个利用拟南芥绿叶原生质体的筛选系统。此外，使用该筛选系统，我们确定了仅存在于植物界的 TOR 新候选因子。此外，使用抗TOR和抗PII抗体通过免疫沉淀和下拉测定进行筛选，与上述使用绿叶原生质体的筛选系统的建立同时进行，每个都产生了多个候选因子。我们建立了叶绿体体外转录系统，作为进一步功能分析新型 PII 相互作用因子的方法。除了体外转录反应之外，这种叶绿体体外转录系统还可有效研究叶绿体内的酶反应，并且具有未来应用的潜力。