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Study of the molecular mechanism that controls the plasmodesmata permeability in plants

Research Project

Project/Area Number 21K19247
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 44:Biology at cellular to organismal levels, and related fields
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

Fujita Tomomichi  北海道大学, 理学研究院, 教授 (50322631)

Project Period (FY) 2021-07-09 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords原形質連絡 / ヒメツリガネゴケ
Outline of Research at the Start

植物の細胞間コミュニケーションに必須の構造として原形質連絡(PD)が知られている。PDは細胞壁を貫く小さな穴であり、ホルモンやタンパク質など様々な情報分子が移動しており、この分子移動は動的に制御されていることがわかってきた。中でも細胞壁多糖の1種、カロースの合成と分解の制御が重要であることがわかってきた。しかし、カロース以外にも重要なPD制御系があると考えられているものの、その分子機構はよくわかっていない。本研究はコケ植物(ヒメツリガネゴケ)の原糸体に注目し、ストレスによるPD透過度の低下を制御するカロース非依存的な制御機構を世界に先駆け明らかにすることを目的とする。

Outline of Final Research Achievements

In order to elucidate the molecular mechanism of a novel PD regulatory system independent of callose accumulation, we (a) conducted a screening of 2000 chemical compounds in the moss and (b) searched for a list of substrates of SnRK2 and a list of proteins localized to PD. Based on these results, we identified several candidate proteins and analyzed them. As a result, we found that one of the actin-related proteins, D, is involved in the regulation of PD. We are currently continuing our functional analysis of protein D and aim to elucidate the whole picture of the novel PD regulatory system by D.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

PDは細胞壁を貫く小さな穴であり、様々な情報分子が移動している。近年、細胞壁多糖の1種、カロースの合成と分解の制御がこうした情報分子の細胞間移動に重要であることがわかってきた。この一方で、カロース以外にも重要なPD制御系があると考えられてはいるものの、その分子機構は未だによくわかっていない。本研究によりこの未知の制御系に関与する候補タンパク質を同定てきた可能性は高く、この学術的意義は大きい。今後さらに解析を進めることで、カロース非依存的なPD制御系の分子機構の解明が期待できる。

Report

(3 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2023 2022 Other

All Presentation (5 results) Book (2 results) Remarks (1 results)

  • [Presentation] A novel compound affects polarized cell expansion and cytoskeleton in Physcomitrium patens2023

    • Author(s)
      Prerna Singh, Naoya Kadofusa, Ayato Sato, Satoshi Naramoto, Tomomichi Fujita
    • Organizer
      日本植物生理学会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒメツリガネゴケにおけるABAによる不等分裂から等分裂への切り替え2023

    • Author(s)
      神野智世、Marcel Pascal Beier、廣口覚彦、中村康平、鈴木穣、藤田知道
    • Organizer
      日本植物学会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 環境ストレスにより新生するヒメツリガネゴケの幹細胞2022

    • Author(s)
      藤田知道
    • Organizer
      第5回コケ幹細胞研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] アブシジン酸はヒメツリガネゴケにおいて原形質連絡の形成を抑制する2022

    • Author(s)
      神野智世
    • Organizer
      第5回コケ幹細胞研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] アブシジン酸はヒメツリガネゴケにおいて原形質連絡の形成を抑制する2022

    • Author(s)
      神野智世、藤田知道
    • Organizer
      日本植物生理学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Book] Plasmodesmata2022

    • Author(s)
      Takumi Tomoi, Yoan Coudert, Tomomichi Fujita
    • Publisher
      Springer Nature
    • ISBN
      9781071621318
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Book] 月刊「細胞」2022年5月号 植物の持つしなやかな環境適応戦略2022

    • Author(s)
      神野 智世・藤田 知道
    • Total Pages
      66
    • Publisher
      ニュー・サイエンス社
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Remarks]

    • URL

      https://www.sci.hokudai.ac.jp/PlantSUGOIne/

    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-07-13   Modified: 2024-01-30  

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