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窒素飢餓に応答した生体内窒素転流制御の分子機構解明

Research Project

Project/Area Number 18056010
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

佐藤 文彦  Kyoto University, 生命科学研究科, 教授 (10127087)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥4,600,000 (Direct Cost: ¥4,600,000)
Fiscal Year 2007: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Keywords老化 / 窒素飢餓 / 窒素の転流 / CND41 / オートファジー / SAG12 / タンパク質の分解 / Rubisco / タンパク質分解 / 転流 / トランスポーター
Research Abstract

植物は移動することができないために、その必要とする栄養分を外界から取り入れるとともに、吸収した栄養分を植物体内で効率的に再利用している。例えば、植物体は、光合成機能の低下とともに、Rubiscoを分解し、新たな生長部分に転流、再利用する。我々は、タバコを材料に、葉緑体核様体タンパク質であり、アスパラギン酸プロテアーゼであるCND41が、窒素欠乏条件下の老化ならびに下位葉における蛋白質、特にRubiscoの分解に関与していることを明らかにしてきた。本研究ではCND41によるRubisco分解機構の解明を起点として、窒素欠乏時における個体における窒素再利用機構の分子機構の解明をはかった。
昨年度に引き続き、窒素飢餓条件下における遺伝子発現解析を行った。1,2,3,5,10日間の窒素飢餓処理において、野生株、CND41ホモログ遺伝子At5g10770過剰発現株(7700X)、同遺伝子RNAi発現抑制株(770UTRir)、オートファジー変異株(atg5-1)を用いて、At5g10770、ATG5ならびに、老化誘導性プロテアーゼSAG12の発現を解析した。その結果、At5g10770とATG5、SAG12の発現は、窒素飢餓により誘導されるが、特に、これらの遺伝子(At5g10770あるいはATG5)の発現が抑制されることにより、それ以外の遺伝子の発現が促進されるという発現の相補性を確認するとともに、その相補作用は窒素欠乏処理1日後においても認められることを明らかにした。すなわち、窒素欠乏1日目の770ir株において、ATG5ならびにSAG12の顕著な発現誘導が認められること、一方、atg5-1変異株においては、At5g10770ならびにSAG12の顕著な発現誘導を認めた。また、7700XにおいてATG5ならびにSAG12の発現が抑制される傾向を認めた。一方、これらの遺伝子の発現誘導における光の影響を解析したところ、十分な窒素施肥条件下においても、明暗周期に伴い、遺伝子の発現に変動があることを認めた。

Report

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

    (6 results)

All 2007 2006

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Identification of a WRKY protein as a transcriptional regulator of benzylisoquinoline alkaloid biosynthesis in Coptis japonica.2007

    • Author(s)
      Kato, N., Dubouzet, E. Kokabu, Y. Yoshida, S., Dubouzet, J., Yazaki, K., Sato, F.
    • Journal Title

      Plant Cell Physiology 48

      Pages: 818-818

    • NAID

      10018519992

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Distinct functions of the two PsbP-like proteins, PPL1 and PPL2, in the chloroplast thylakoid lumen of Arabidopsis thaliana.2007

    • Author(s)
      Ishihara, S., Takabayashi, A., Ido, K., Endo, T., Ifuku, K., Sato, F.
    • Journal Title

      Plant Physiology 145

      Pages: 668-679

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] RNAiを用いた植物の機能開発2007

    • Author(s)
      伊福健太郎、佐藤文彦
    • Journal Title

      バイオサイエンスとインダストリー 65

      Pages: 1619-1619

    • NAID

      10018852569

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Journal Article] RNAiを用いた植物の機能開発2007

    • Author(s)
      伊福健太郎, 佐藤文彦
    • Journal Title

      バイオサイエンスとインダストリー 65(3)

      Pages: 16-19

    • NAID

      10018852569

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Inhibition of PSII in atrazine-tolerant tobacco cells by barbatic acid, a lichen-derived depside2006

    • Author(s)
      Toshikazu Takahagi, Nobuhiro Ikezawa, Tsuyoshi Endo, Kentaro
    • Journal Title

      Biosci., Biotech.Biochem. 70(1)

      Pages: 266-268

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] Recent progresses in molecular research on photosynthetic energy-converting machinery: oxygn evolving complex and cyclic electron transfer system.2007

    • Author(s)
      Sato, F., Endo, T., Ifuku, K.
    • Organizer
      19th International Symposium at Korean Soceiety for Molecular and Cellular Biology,
    • Place of Presentation
      Seoul, Korea
    • Year and Date
      2007-10-18
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

URL: 

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

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