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体内代谢平衡来控制其生长并适应环境。这也预测，植物的代谢和生长是由位于每个上游的信号转导系统的密切协调所控制的，但是该机制的机制目前尚不清楚。为了阐明这种未知的机制，这项研究正在研究重要的调节因子PII和TOR的功能，已知与植物细胞中其他生物体的细胞代谢和生长有关。由于这些调节剂具有多个功能，因此很难使用遗传方法研究，因此研究政策是确定与每个方法相互作用并分析功能相互作用的新因素。在三年的时间里，他致力于建立拟南芥绿叶原生质体的筛查系统。此外，该筛选系统用于确定仅在植物王国中存在的TOR的新候选因素之一。此外，通过用抗托架和抗PII抗体的免疫沉淀和下拉测定，通过免疫沉淀获得了绿叶原生质体中每个筛选系统的多个候选因素。建立了叶绿体的体外转录系统，以进一步对新型PII相互作用因子的功能分析。该叶绿体体外转录系统除了体外转录反应外，还可以有效研究叶绿体中的酶反应，并已成为未来应用的潜力。