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環境感覚により誘導される植物細胞死のオートファジーによる制御機構の解明

Publicly Offered Research

Project AreaEnvironmental sensing of plants: Signal perception, processing and cellular responses
Project/Area Number 25120704
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

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

Principal Investigator

森安 裕二  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (20200454)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2014: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2013: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Keywordsオートファジー / 細胞死 / 暗誘導老化 / 環境ストレス / 乾燥 / ヒメツリガネゴケ
Outline of Annual Research Achievements

ヒメツリガネゴケにおいて、オートファジー関連遺伝子の一つであるATG5遺伝子を破壊した株(atg5株)を作製した。その表現型を調べ、I.原糸体が暗所で引き起こす老化(細胞死)においては、atg5株は野生株に比べて早く細胞死を引き起こす;II.乾燥ストレスにより野生株は細胞死を引き起こすが、atg5株は乾燥に耐性を示すことを見出した。
本研究では、これらの現象をさらに詳しく調べた。(1)原糸体コロニーを暗所に置いたときに誘導される細胞死は、タンパク質合成阻害剤シクロヘキシミドによって阻害された。すなわち、ヒメツリガネゴケ原糸体の暗誘導細胞死は、高等植物の緑葉が暗所で起こす老化と同様にタンパク質合成を必要とするプログラムされた現象であると考えられる。(2)ヒメツリガネゴケ原糸体の暗誘導細胞死の過程では、SAG12などの高等植物の老化過程で発現上昇することが知られている老化マーカー遺伝子が発現上昇すること、老化を早く引き起こすatg5株では野生株よりもこれらマーカー遺伝子の発現上昇が早く起こることを明らかにした。(3)乾燥ストレスを与える際の乾燥時間を24時間から1時間にまで短くしても、その後のコロニーの生死はほぼ影響を受けなかった。このことは、含水率がほぼ0になる脱水過程、含水率0の状態での乾燥時間、含水率0から元の含水率に戻る吸水過程という3つの過程の中で、吸水過程が細胞死に大きく影響を与えていることを示している。(4)吸水過程でいくつかのATG遺伝子の発現が上昇した。さらに、吸水過程の原糸体をオートファジー阻害剤3-methyladenineで処理すると細胞死を起こす細胞の割合は減少した。このことは、吸水過程でマクロオートファジーが活性化しており、これが細胞死と密接に関係していることを示唆している。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2015 2014 2013

All Presentation (14 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Presentation] 液胞を取り除いた細胞モデルを用いた植物液胞の形成機構の解析2015

    • Author(s)
      鹿山友里紗、金子康子、井上悠子、森安裕二
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第71回学術講演会
    • Place of Presentation
      京都府、京都市、国立京都国際会館
    • Year and Date
      2015-05-13 – 2015-05-15
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ゼニゴケ葉状体の暗誘導老化に関する変異体の単離と解析2015

    • Author(s)
      佐藤友哉、児玉豊、山岡尚平、石崎公庸 、河内孝之、井上悠子、森安裕二
    • Organizer
      第56回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      東京都、世田谷区、東京農大
    • Year and Date
      2015-03-16 – 2015-03-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] アクチン結合タンパク質ビリンの活性はリン脂質により修飾される2015

    • Author(s)
      横田悦雄、織井秀文、田原寛、森安裕二、新免輝男、高木慎吾
    • Organizer
      第56回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      東京都、世田谷区、東京農大
    • Year and Date
      2015-03-16 – 2015-03-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Isolation of mutants showing accelerated or delayed senescence in Marchantia polymorpha L.2015

    • Author(s)
      Sato, Y., Kodama, Y., Yamaoka, S., Ishizaki, K., Kohchi, T., Inoue, Y., Moriyasu, Y.
    • Organizer
      The 2nd International Symposium on Plant Environmental Sensing
    • Place of Presentation
      AIST Tokyo Waterfront Annex, Tokyo
    • Year and Date
      2015-03-13 – 2015-03-15
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Involvement of autophagy in the senescence processes in the moss Physcomitrella patens2015

    • Author(s)
      Mukae, K., Inoue, Y., Moriyasu, Y.
    • Organizer
      The 2nd International Symposium on Plant Environmental Sensing
    • Place of Presentation
      AIST Tokyo Waterfront Annex, Tokyo
    • Year and Date
      2015-03-13 – 2015-03-15
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒメツリガネゴケを用いたオートファジーの生理機能の解析2014

    • Author(s)
      森安裕二
    • Organizer
      第8回オートファジー研究会
    • Place of Presentation
      北海道、札幌市、シャトレーゼガトーキングダム
    • Year and Date
      2014-11-10 – 2014-11-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] BY-2細胞ミニプロトプラストの液胞形成過程におけるconcanamycin Aの効果2014

    • Author(s)
      鹿山友里紗、浅見智理、金子康子、井上悠子、森安裕二
    • Organizer
      日本植物学会第78回大会
    • Place of Presentation
      神奈川県、川崎市、明治大学生田キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-12 – 2014-09-14
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ゼニゴケ葉状体の暗誘導老化に関する突然変異体の単離と解析2014

    • Author(s)
      佐藤友哉、児玉豊、石崎公庸 、河内孝之、井上悠子、森安裕二
    • Organizer
      日本植物学会第78回大会
    • Place of Presentation
      神奈川県、川崎市、明治大学生田キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-12 – 2014-09-14
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ゼニゴケ葉状体の暗誘導老化2014

    • Author(s)
      佐藤友哉、井上悠子、森安裕二
    • Organizer
      日本植物形態学会第26回総会・大会
    • Place of Presentation
      神奈川県、川崎市、明治大学生田キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] The pathway of autophagy in tobacco BY-2 cells.2013

    • Author(s)
      Inoue, Y., Moriyasu, Y.
    • Organizer
      10th International Congress on Plant Pathology
    • Place of Presentation
      Beijing, China
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ヒメツリガネゴケ乾燥耐性能の制御にオートファジーが関与する乾燥耐性能の制御にオートファジーが関与する2013

    • Author(s)
      迎恭輔、井上悠子、森安裕二
    • Organizer
      日本植物学会第77回大会
    • Place of Presentation
      北海道大学札幌キャンパス
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒメツリガネゴケを用いた暗条件下で誘導される老化機構の解析2013

    • Author(s)
      佐藤麻衣、迎恭輔、高橋勝利、井上悠子、森安裕二
    • Organizer
      日本植物学会第77回大会植物学会第77回大会
    • Place of Presentation
      北海道大学札幌キャンパス
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] タバコ培養細胞BY-2における栄養飢餓に応答した液胞膜動態とオルガネラ分解2013

    • Author(s)
      樋口智哉、高松宇咲、井上悠子、森安裕二
    • Organizer
      日本植物学会第77回大会植物学会第77回大会
    • Place of Presentation
      北海道大学札幌キャンパス
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] BY-2ミニプロトプラストを用いた液胞形成メカニズムの解析2013

    • Author(s)
      鹿山友里紗、井上悠子、森安裕二
    • Organizer
      日本植物学会第77回大会植物学会第77回大会
    • Place of Presentation
      北海道大学札幌キャンパス
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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