yrammuS 要概植物は根，葉，果実など性質の異なる複数の器官で構成されており，個体全体で適切な栄養の分配やバランスのとれた生長を実現するためには器官同士のコミュニケーションが欠かせない．本研究では光合成産物の欠乏に関する根から地上部への情報伝達にCLEペプチドが関わる可能性に着目し，ペプチドの長距離移行の検証および受容体の探索を行なった．シロイヌナズナの道管滲出液を解析したところ，成熟型CLEペプチドを検出することに成功した．また，複数の受容体の変異体について，根および地上部のスクロース含量に着目したスクリーニングを行ったところ，CLEペプチドの有力な受容体の候補を見出すことができた．Plants consist of multiple organs, such as roots, leaves and fruits, that play distinctive roles during plant life. Hence, organ-to-organ communication is indispensable for plants to ensure appropriate nutrient allocation and balanced growth at the whole-plant level. In this study, we focused on a possibility that CLE peptides mediate roots-to-shoots signaling under carbon deficient conditions and explored long-distance translocation of CLE peptides and their receptors. We analyzed Arabidopsis xylem exudates and successfully detected ma-ture CLE peptides. In addition, we measured roots and shoots sucrose levels of receptor mutant lines and found candidate receptors for CLE peptides.アデノシン三リン酸（ATP）は，細胞が機能をダイナミックに発揮するための燃料である．申請者は，今までに，細胞内のATPの時空間動態を可視化するための蛍光ATPセンサーを開発してきた．生命科学の研究は，可視化と操作が車の両輪である．しかしながら，ATPに限らず，生体分子の濃度を自在に操作することは大きな挑戦の1つである．本申請では，細胞内のATPの局所濃度を制御できる光駆動型のナノ粒子を設計した．生体親和性の高い近赤外レーザーを用いるのも特徴である．結果，光照射に伴い，ミリモルオーダーの濃度で包埋したATPを徐放できることを実証した．加えて，粒子のサイズを制御すると徐放の空間分布を制御できることも示唆された．Adenosine triphosphate (ATP) is the fuel that enables to drive their dynamic functions. To date, we have de-veloped fluorescent ATP sensors to visualize the spatiotemporal dynamics of ATP in live cells. Visualization and manipulation are the two wheels of life science research. Yet, manipulating the concentration of biomole-cules, not only ATP, still remains challenges. In this proposal, we designed light-driven nanoparticles that al-lows the control of the local concentration of ATP in cells using a non-invasive NIR laser. It has been demon-strated that the encapsulated ATP can be released at concentrations at the millimolar order upon light irradiation. In addition, we found that the spatial distribution of the ATP release can be regulated by con-trolling the size of the particles.岡本 暁26Satoru OKAMOTO新井 敏27Satoshi ARAI根から葉への光合成産物の欠乏シグナルとして機能するペプチドホルモンの受容体の解明（2021採択）Identification of a receptor for a root-derived carbon-deficient peptide signal(Project 2021)生体分子濃度の時空間動態を細胞内で制御する光駆動型ナノ粒子の創出（2021採択）Development of photo-responsive nanoparticles enabling to control the spatiotemporal dynamics of intracellular biomolecules(Project 2021)37Rep. Grant. Res., Asahi Glass Foundation (2023)
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