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Solar radiation-induced chloroplast damage and the clearance systems of damaged chloroplasts including autophagy

Research Project

Project/Area Number 26506001
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field 宇宙生命学
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

IZUMI Masanori  東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (80714956)

Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) HIDEMA Jun  東北大学, 大学院生命科学研究科, 准教授 (20250855)
HIGASHITANI Atsushi  東北大学, 大学院生命科学研究科, 教授 (40212162)
Research Collaborator NAKAMURA Sakuya  東北大学, 大学院生命科学研究科, 大学院生
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2014: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords葉緑体 / 宇宙放射線 / 光障害 / オートファジー / クロロファジー / 紫外線 / 植物 / シロイヌナズナ
Outline of Final Research Achievements

In this study, we focused on the chloroplast damage due to solar radiation and the clearance system of damaged chloroplasts in Arabidopsis plants. The data supports three major conclusions as follow; (i) the property of chloroplast damage varies due to the type of radiation, (ii) autophagy plays an important role in plant response to UVB damage, (iii) Photodamage induces the digestion of entire collapsed chloroplasts by an autophagy process termed chlorophagy.

Report

(4 results)
  • 2016 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2015 Research-status Report
  • 2014 Research-status Report
  • Research Products

    (40 results)

All 2017 2016 2015 2014 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results) Presentation (29 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

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    • Author(s)
      Izumi M, Ishida H, Nakamura S and Hidema J
    • Journal Title

      Plant Cell

      Volume: 29(2) Issue: 2 Pages: 377-394

    • DOI

      10.1105/tpc.16.00637

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  • [Journal Article] 生物情報科学・細胞生物学的手法から見えてきた植物栄養応答(2) イネの窒素リサイクルとオートファジー2016

    • Author(s)
      和田慎也, 泉正範
    • Journal Title

      日本土壌肥料学雑誌

      Volume: 87 Pages: 388-393

    • NAID

      130006145476

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Autophagy supports biomass production and nitrogen use efficiency at the vegetative stage in rice2015

    • Author(s)
      Wada S, Hayashida Y, Izumi M, Kurusu T, Hanamata S, Kanno K, Kojima S, Yamaya T, Kuchitsu K, Makino A, Ishida H
    • Journal Title

      Plant Physiology

      Volume: in press Issue: 1 Pages: 60-73

    • DOI

      10.1104/pp.15.00242

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    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] From Arabidopsis to cereal crops: Conservation of chloroplast protein degradation by autophagy indicates its fundamental role in plant productivity.2015

    • Author(s)
      Izumi M, Hidema J, Ishida H
    • Journal Title

      Plant Signaling & Behavior

      Volume: 10 Issue: 11 Pages: e1101199-e1101199

    • DOI

      10.1080/15592324.2015.1101199

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  • [Journal Article] Establishment of monitoring methods for autophagy in rice reveals autophagic recycling of chloroplasts and root plastids during energy limitation.2015

    • Author(s)
      Izumi M, Hidema J, Wada S, Kondo E, Kurusu T, Kuchitsu K, Makino A, Ishida H.
    • Journal Title

      Plant Physiology

      Volume: 169 Issue: 4 Pages: 1307-1320

    • DOI

      10.1104/pp.114.254078

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      2014 Research-status Report
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  • [Journal Article] Transport of rice cyclobutane pyrimidine dimer (CPD) photolyase into mitochondria relies on a targeting sequence located in its C-terminal internal region.2014

    • Author(s)
      Takahashi S, Teranishi M, Izumi M, Takahashi M, Takahashi F and Hidema J.
    • Journal Title

      The Plant Journal

      Volume: 79 Issue: 6 Pages: 951-963

    • DOI

      10.1111/tpj.12598

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  • [Presentation] シロイヌナズナ葉における葉緑体を部分分解するオートファジー経路の動態解析2017

    • Author(s)
      泉正範,大友康平,中村咲耶,日出間純,根本知己,石田宏幸
    • Organizer
      日本植物生理学会
    • Place of Presentation
      鹿児島・鹿児島大学
    • Year and Date
      2017-03-16
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  • [Presentation] 異常な形態を示す光障害葉緑体はクロロファジーによって選択的に分解される2017

    • Author(s)
      中村咲耶,日出間純,熊﨑茂一,児玉和矢,石田宏幸,泉正範
    • Organizer
      日本植物生理学会
    • Place of Presentation
      鹿児島・鹿児島大学
    • Year and Date
      2017-03-16
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  • [Presentation] 蛍光寿命画像顕微鏡によるシロイヌナズナの野生株とオートファジー欠損株の解析2017

    • Author(s)
      児玉和矢,泉正範,中村咲耶,寺嶋正秀,熊﨑茂一
    • Organizer
      日本植物生理学会
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      鹿児島・鹿児島大学
    • Year and Date
      2017-03-16
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  • [Presentation] Visualization of chloroplast-targeted autophagy in Chlamydomonas reinhardt2017

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      Li N, Nishimura Y, Ramundo S, Hidema J, Izumi M
    • Organizer
      日本植物生理学会
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      鹿児島・鹿児島大学
    • Year and Date
      2017-03-16
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  • [Presentation] シロイヌナズナ紫外線障害応答におけるオートファジーの重要性2016

    • Author(s)
      泉正範、中村咲耶、石田宏幸、日出間純
    • Organizer
      日本宇宙生物科学会
    • Place of Presentation
      長久手・愛知医科大学
    • Year and Date
      2016-10-13
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  • [Presentation] 紫外線障害時のオルガネラ分解における植物オートファジーの役割について2016

    • Author(s)
      中村咲耶、日出間純、石田宏幸、泉正範
    • Organizer
      日本宇宙生物科学会
    • Place of Presentation
      長久手・愛知医科大学
    • Year and Date
      2016-10-13
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  • [Presentation] Investigation of the involvement of ubiquitination associated with chloroplasts in chlorophagy induced by high light damage2016

    • Author(s)
      Kim H, Nakamura S, Ling Q, Jarvis P, Ishida H, Hidema J, Izumi M
    • Organizer
      日本宇宙生物科学会
    • Place of Presentation
      長久手・愛知医科大学
    • Year and Date
      2016-10-13
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] ISS を利用した植物の太陽粒子線による障害とその修復機構に微小重力環境が及ぼす影響解析2016

    • Author(s)
      日出間純、泉正範、寺西美佳、中村咲耶、高橋昭久
    • Organizer
      日本宇宙生物科学会
    • Place of Presentation
      長久手・愛知医科大学
    • Year and Date
      2016-10-13
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] シロイヌナズナの光障害時においてオートファジーは異常葉緑体の除去に関わる2016

    • Author(s)
      泉正範、中村咲耶、石田宏幸、日出間純
    • Organizer
      日本土壌肥料学会
    • Place of Presentation
      佐賀・佐賀大学
    • Year and Date
      2016-09-20
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Autophagy for the elimination of photodamaged chloroplasts2016

    • Author(s)
      Izumi M, Ishida H, Nakamura S, Hidema J
    • Organizer
      Gordon research conference on Mitochondria & Chloroplasts
    • Place of Presentation
      アメリカ合衆国・West Dover
    • Year and Date
      2016-06-19
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      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Photodamage-induced abnormal chloroplasts are selectively eliminated via microautophagy-like process2016

    • Author(s)
      Nakamura S、Hidema J、Ishida H、Izumi M
    • Organizer
      Gordon research conference on Mitochondria & Chloroplasts
    • Place of Presentation
      アメリカ合衆国・West Dover
    • Year and Date
      2016-06-19
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      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] シロイヌナズナの光障害条件におけるオートファジーによる障害葉緑体の除去2016

    • Author(s)
      泉正範、石田宏幸、中村咲耶、日出間純
    • Organizer
      日本植物生理学会
    • Place of Presentation
      盛岡・岩手大学
    • Year and Date
      2016-03-18
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  • [Presentation] 光障害を受けた葉緑体を選択的に除去するクロロファジーの特性について2016

    • Author(s)
      中村咲耶、泉正範、石田宏幸、日出間純
    • Organizer
      日本植物生理学会
    • Place of Presentation
      盛岡・岩手大学
    • Year and Date
      2016-03-18
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  • [Presentation] オートファジーはシロイヌナズナの花粉形成における高温障害を緩和する2016

    • Author(s)
      東谷篤志、泉正範、卲震華、中村咲耶
    • Organizer
      日本植物生理学会
    • Place of Presentation
      盛岡・岩手大学
    • Year and Date
      2016-03-18
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      2015 Research-status Report
  • [Presentation] A role of autophagy in vegetative and reproductive growth under high-temperature condition in Arabidopsis thaliana2016

    • Author(s)
      卲震華、泉正範、東谷篤志
    • Organizer
      日本植物生理学会
    • Place of Presentation
      盛岡・岩手大学
    • Year and Date
      2016-03-18
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  • [Presentation] オートファジーによる光障害葉緑体の除去:選択的クロロファジー2016

    • Author(s)
      泉正範
    • Organizer
      第18回植物オルガネラワークショップ
    • Place of Presentation
      盛岡・岩手大学
    • Year and Date
      2016-03-17
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    • Invited
  • [Presentation] 光合成オルガネラ「葉緑体」の動的性状を視るバイオイメージング2016

    • Author(s)
      泉正範
    • Organizer
      第一回フロンティアバイオイメージング研究会
    • Place of Presentation
      仙台・東北大学
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    • Invited
  • [Presentation] 太陽放射光による障害葉緑体を分解するオートファジーの解析2015

    • Author(s)
      中村咲耶、泉正範、石田宏幸、日出間純
    • Organizer
      日本宇宙生物科学会
    • Place of Presentation
      東京・帝京大学
    • Year and Date
      2015-09-26
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      2015 Research-status Report
  • [Presentation] シロイヌナズナのRCBおよび葉緑体オートファジーにおけるATI(ATG8-interacting proteins)の役割について2015

    • Author(s)
      石田宏幸、西村翼、泉正範、Gad Galili、牧野 周
    • Organizer
      日本土壌肥料学会
    • Place of Presentation
      京都・京都大学
    • Year and Date
      2015-09-09
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  • [Presentation] イネの栄養成長と老化葉の窒素リサイクルにおけるオートファジーの役割の解析2015

    • Author(s)
      和田慎也、林田泰和、泉正範、来須孝光、花俣繁、朽津和幸、牧野周、石田宏
    • Organizer
      日本土壌肥料学会
    • Place of Presentation
      京都・京都大学
    • Year and Date
      2015-09-09
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      2015 Research-status Report
  • [Presentation] シロイヌナズナにおけるオートファジーが亜鉛欠乏時に果たす役割2015

    • Author(s)
      江口雅丈、吉本光希、木村和彦、泉正範、和田慎也、牧野周、石田宏幸
    • Organizer
      日本土壌肥料学会
    • Place of Presentation
      京都・京都大学
    • Year and Date
      2015-09-09
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      2015 Research-status Report
  • [Presentation] Roles of autophagy in plant response to ultraviolet-B or visible light induced damage2015

    • Author(s)
      Izumi M, Nakamura S, Ishida H, Hidema J
    • Organizer
      15th International Congress of Radiation Research
    • Place of Presentation
      京都・国立京都国際会館
    • Year and Date
      2015-05-25
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      2015 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] イネにおけるオートファジーモニタリング系の構築と葉緑体タンパク質分解における機能評価2015

    • Author(s)
      泉 正範,日出間 純,和田 慎也,近藤 依里,来須 孝光,朽津 和幸,牧野 周,石田 宏幸
    • Organizer
      日本植物生理学会
    • Place of Presentation
      東京農業大学(東京)
    • Year and Date
      2015-03-16 – 2015-03-18
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] シロイヌナズナにおけるクロロファジーの誘導要因の解析2015

    • Author(s)
      中村 咲耶,泉 正範,石田 宏幸,坂本 亘,日出間 純
    • Organizer
      日本植物生理学会
    • Place of Presentation
      東京農業大学(東京)
    • Year and Date
      2015-03-16 – 2015-03-18
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] Two types of autophagy for chloroplast degradation contribute to recycling of stromal proteins and quality control of entire chloroplast.2015

    • Author(s)
      Izumi M, Nakamura S, Hirota T, Ishida H, Hidema J
    • Organizer
      Gordon research conference “Chloroplast Biotechnology”
    • Place of Presentation
      ベンチュラ(アメリカ合衆国)
    • Year and Date
      2015-01-18 – 2015-01-23
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] シロイヌナズナの紫外線障害時に誘導されるオートファジーによる葉緑体分解2014

    • Author(s)
      泉正範, 石田宏幸, 牧野周, 日出間純
    • Organizer
      日本宇宙生物科学会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学(大阪)
    • Year and Date
      2014-09-22 – 2014-09-23
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] シロイヌナズナの紫外線障害時におけるCPD光回復酵素とオートファジーの重要性評価2014

    • Author(s)
      中村咲耶, 泉正範, 日出間純
    • Organizer
      日本宇宙生物科学会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学(大阪)
    • Year and Date
      2014-09-22 – 2014-09-23
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] シロイヌナズナにおける葉緑体オートファジーの機能解析-光障害時の役割について-2014

    • Author(s)
      泉正範, 石田宏幸, 牧野周, 日出間純
    • Organizer
      日本土壌肥料学会
    • Place of Presentation
      東京農工大学(東京)
    • Year and Date
      2014-09-09 – 2014-09-11
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      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 光障害応答としての植物オートファジーの機能解析2014

    • Author(s)
      泉正範, 中村咲耶, 石田宏幸, 日出間純
    • Organizer
      日本光生物学協会
    • Place of Presentation
      大阪市立大学(大阪)
    • Year and Date
      2014-08-22 – 2014-08-23
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      2014 Research-status Report
  • [Remarks] 植物の新たなオートファジー経路

    • URL

      http://www.tohoku.ac.jp/japanese/2017/01/press20170130-02.html

    • Related Report
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URL: 

Published: 2014-04-04   Modified: 2022-02-16  

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