Roles of phosphoinositid signaling in plant cell morphogenesis
| Project/Area Number |
21H02505
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 44030:Plant molecular biology and physiology-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
青山 卓史 京都大学, 化学研究所, 教授 (80202498)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥15,730,000 (Direct Cost: ¥12,100,000、Indirect Cost: ¥3,630,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
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| Keywords | 脂質シグナル / 細胞形態形成 / 細胞極性 / PI(4,5)P2 / PIP5K / 膜脂質シグナル |
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| Outline of Research at the Start |
植物細胞の形態は個々の細胞機能を構造面から支えるだけでなく、組織や器官の形態の決定要因ともなる。細胞壁で囲まれた植物細胞では、形態形成過程は不可逆的に進行すること から、その制御は常に厳密に行われる必要がある。そのような植物細胞の形態形成過程において、生体膜上で位置情報をもつシグナル分子として機能するホスホイノシチドは特に重要 な役割を果たすと考えられる。本研究では、細胞膜上の主要なリン脂質シグナルであるPI(4,5)P2に焦点を当て、根毛、花粉などを対象に、シロイヌナズナにおける遺伝学の利点を最大限に活用し、細胞形態形成における制御分子機構を解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
生体膜を構成する脂質の一種であるPI(4,5)P2は、真核細胞において位置情報をもつシグナル分子としてさまざまな制御機能を果たすことが知られている。シロイヌナズナにおけるPI(4,5)P2産生酵素をコードするPIP5K遺伝子群について遺伝学的解析手法を用いてPI(4,5)P2およびそれら遺伝子群の機能が解析された。PIP5K4、PIP5K5、PIP5K6遺伝子を欠失した三重変異体は雄性不稔であることが示された。それら遺伝子がコードするPIP5Kに蛍光タンパクを付加したPIP5K-YFPをそれぞれの遺伝子プロモーターで発現させることによって三重変異体の稔性を回復することができた。それらYFP融合タンパク質及びPI(4,5)P2蛍光分子マーカーは、いずれも花粉の発芽以前に発芽予定位置の細胞膜上に存在することが観察された。また、PIP5K-YFPを発現する三重変異体の花粉では発芽とそれに続く花粉管先端成長が正常に進行したが、PIP5K-YFPを発現しない三重変異体の花粉では花粉全体が膨潤し発芽における細胞極性が喪失していることが示された。以上の結果から、花粉発芽における細胞極性の確立にはPIP5K4、PIP5K5、PIP5K6によって細胞内局所的に産生されるPI(4,5)P2のシグナル機能が必要であることが明らかとなった。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(25 results)
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[Journal Article] Redundant function of the Arabidopsis phosphatidylinositol 4-phosphate 5-kinase genes PIP5K4-6 is essential for pollen germination.2024
Author(s)
Kato, M., Watari, M., Tsuge, T., Zhong, S., Gu, H., Qu, L.-J., Fujiwara, T., Aoyama, T.
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Journal Title
Plant Journal
Volume: 117
Issue: 1
Pages: 212-225
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Transcriptional activation of ribosome-related genes at initial photoreception is dependent on signals derived from both the nucleus ans the chloroplants in Arabidopsis thaliana.2023
Author(s)
Akagi, C., Kurihara, Y., Makita, Y., Kawaguchi, M., Tsuge, T., Aoyama, T., Matsui, M.
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Journal Title
J. Plant Res.
Volume: 136
Issue: 2
Pages: 227-238
DOI
Related Report
Peer Reviewed
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