細胞内オルガネラにおける植物ホルモン分子の貯蔵・再放出系の解明
| Project/Area Number |
21K19097
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 38:Agricultural chemistry and related fields
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| Research Institution | Okayama University of Science |
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Principal Investigator |
林 謙一郎 岡山理科大学, 生命科学部, 教授 (30289136)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | オーキシン / 代謝不活性化 / オルガネラ / 貯蔵型ホルモン / 植物ホルモン |
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| Outline of Research at the Start |
植物ホルモンであるオーキシンは，核内受容体に結合してホルモン活性を発揮する。細胞内のオーキシンが，小胞体などの細胞内オルガネラへ一時貯蔵されることよって，核へと移行するオーキシン量が調節されることを実験的に証明する。それにより，これまでのホルモンの生合成・輸送・分解によるホルモン活性の調節に加えて，ホルモンのオルガネラ局在制御による新奇な植物ホルモンの活性調節機構の解明に挑む。
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| Outline of Annual Research Achievements |
オーキシンであるインドール 3-酢酸（IAA）は胚発生，花芽形成，側根形成，頂芽優勢，光・重力屈性など，植物の分化・成長のあらゆる局面に関与する。このような植物の複雑な形態形成や多様な環境応答には，オーキシンの組織・細胞濃度の動的制御が重要である。オーキシンは，細胞内でアミノ酸や糖と結合されることで不活性化される。不活性化代謝に関わる酵素の生理的な役割，細胞内局在や発現調節の全貌はまだまだ明らかとされていない。オーキシン受容体は主に核に局在することから，オーキシンは核に移送され，そのホルモン活性を発揮するが，細胞質から核に至るまでのオーキシン動態は不明である。これまでに，オーキシンの配糖体やアミノ酸複合体などのオーキシン代謝物が，オーキシン貯蔵体として小胞体などの細胞コンパートメントへ一時貯蔵されることよって，オーキシン量が調節されることが示唆された。そこで，オルガネラ特異的なオーキシン不活性化によるオーキシンのホルモン活性調節機構の解明を推進してきた。 本研究では，アミノ酸付加酵素GH3.17，オーキシンアミノ酸加水分解酵素ILR1および，オーキシン配糖体にかかわる配糖体化酵素UGT84B1に，野生型，細胞質局在，小胞体局在，核局在シグナルを付与した代謝酵素を発現する形質転換体を用いて，それら形質転換体の生理応答を解析した。その結果，オーキシン-アミノ酸複合体は，細胞質で合成された後，小胞体へと輸送されオーキシン貯蔵体として蓄積されることを明らかにできた。また，オーキシン―アミノ酸複合体は，加水分解により小胞体からオーキシンを供給することを明らかとした。さらに，過剰なオーキシン配糖体は，不活性化代謝物として液胞に輸送され，オーキシンへと分解・蓄積されることを明らかとした。
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Report
(3 results)
Research Products
(19 results)
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[Journal Article] Intrinsic disorder and conformational coexistence in auxin coreceptors2023
Author(s)
Sigurd Ramans-Harborough, Arnout P Kalverda, Iain W Manfield, Gary S Thompson, Martin Kieffer, Veselina Uzunova, Mussa Quareshy, Justyna M Prusinska, Suruchi Roychoudhry, Ken-Ichiro Hayashi, Richard Napier, Charo Del Genio, Stefan Kepinski
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Journal Title
Proc Natl Acad Sci U S A .
Volume: 120
Issue: 40
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] GH3-mediated auxin inactivation attenuates multiple stages of lateral root development2023
Author(s)
Qing Wang, Hugues De Gernier, Xingliang Duan, Yuanming Xie, Danny Geelen, Ken-Ishiro Hayashi, Wei Xuan, Markus Geisler, Kirsten Ten Tusscher, Tom Beeckman, Steffen Vanneste
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Journal Title
New Phytologist
Volume: 240
Issue: 5
Pages: 1900-1912
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Chemical inhibition of the auxin inactivation pathway uncovers the roles of metabolic turnover in auxin homeostasis2022
Author(s)
Fukui K, Arai K, Tanaka Y, Aoi Y, Kukshal V, Jez JM, Kubes MF, Napier R, Zhao Y, Kasahara H, Hayashi KI.
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Journal Title
Proc Natl Acad Sci U S A
Volume: 119
Issue: 32
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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