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膜輸送の場としての膜脂質:環境条件による動的転換とその制御

Research Project

Project/Area Number 18056007
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

太田 啓之  Tokyo Institute of Technology, バイオ研究基盤支援総合センター, 教授 (20233140)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 下嶋 美恵  東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 助教 (90401562)
Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥5,200,000 (Direct Cost: ¥5,200,000)
Fiscal Year 2007: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000)
Keywords膜脂質 / 栄養欠乏応答 / 糖脂質 / 生体膜
Research Abstract

植物細胞内外の物質輸送をつかさどる細胞膜は、動物細胞と同様リン脂質を主要な成分としている。しかし、植物をリン欠乏条件で生育させると、細胞膜やミトコンドリア膜に存在するリン脂質の大半が糖脂質に転換され、膜中にプールされていたリンが細胞内部に大量に放出される。このような栄養飢餓条件での膜脂質成分の転換は、イオウ欠乏など他の栄養飢餓条件でもそれぞれ異なる変動を示すこともわかってきた。生体膜脂質は膜輸送を行うための「場」を提供しており、,このような大きな「場」の転換は膜で行われる輸送系に甚大な影響を及ぼしていると考えられる。しかし、膜脂質構成成分の変化が植物の養分吸収の効率や膜輸送にどのような影響を及ぼしているかは全く未知である。そこで本研究では、膜輸送の場としての膜脂質の重要性を明らかにするための基礎的研究としてリン欠乏応答とイオウ欠乏応答に着目し、栄養欠乏条件でも膜脂質転換の起こらない変異体の単離・解析を行う。
平成18年度の研究から、リン欠乏時のリン脂質の分解にphospholipaseC5(NPC5)が関与することがわかったが、NPC5のノックアウトはリン欠乏時の糖脂質の蓄積(DGDGの合成)は完全には無くならないことから、別の経路が存在すると考えられた。実際、リン欠乏時のリン脂質の分解にはphospholipaseDも関与することが示唆されている。そこで、我々はこれらの反応に関わるPAPを同定するため、各種生物からPAPの候補遺伝子を網羅的に探索し、その機能を解析した(Nakamutra et a1.,J.Biol.Chem.2007)。その結果、特に小胞体でのPAの分解に関わると思われる候補遺伝子PAH1,2を同定した。これらの遺伝子は2006年に酵母で発見され、脂質代謝に関わると考えられている遺伝子(PAH)のホモログである。これらの遺伝子は単独のノックアウトでは顕著な表現型を示さなかったが、pahlpah2の二重変異体は、特にリン欠乏時に顕著な生育阻害を示すことがわかった。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2008 2007

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Plastidic phosphatidic acid phosphatases identified in a distinct subfamily of lipid phosphate phosphatase with prokaryotic origin2007

    • Author(s)
      Nakamura Y., Tsuchiya M., Ohta, H.
    • Journal Title

      J. Biol. Chem. 282

      Pages: 29013-29021

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] リン酸欠乏時のガラクト脂質合成とスルホ脂質合成はSLR/IAA14とARF7/19により異なる制御を受ける2008

    • Author(s)
      成瀬孝史, 小林康一, 馬場信輔, 深城英弘, 太田啓之
    • Organizer
      植物生理学会第49回年会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2008-03-20
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] シロイヌナズナにおける新規hosphatidic acid phosphataseの機能解析2008

    • Author(s)
      小泉遼太, 中村友輝, 下嶋美恵, 増田真二, 太田啓之
    • Organizer
      植物生理学会第49回年会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2008-03-20
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Phosphatidate phosphatases involved in eukaryoic lipid metabo Arabidopsis.2007

    • Author(s)
      Nakamura, Y., Koizumi, R., Shimojima, M., Masuda, S., Ohta, H
    • Organizer
      The Second Asian Symposium on Plant Lipids
    • Place of Presentation
      Ohashi Assenmly Hall, Shibuya
    • Year and Date
      2007-12-02
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

URL: 

Published: 2006-04-01   Modified: 2018-03-28  

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