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2016 Fiscal Year Research-status Report

リン欠乏時の膜脂質転換はなぜ窒素欠乏でも重要か?

Research Project

Project/Area Number 15K07335
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

下嶋 美恵  東京工業大学, 生命理工学院, 准教授 (90401562)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywordsリン欠乏 / 窒素欠乏 / 植物脂質
Outline of Annual Research Achievements

植物はリン欠乏にさらされると、生体膜を構成するリン脂質の大半を糖脂質に転換し、その際のリン脂質分解で生じたリンをより重要な生体内代謝系に利用する機構を持っている。これは、リン欠乏時の膜脂質転換と呼ばれているが、このリン欠乏時の膜脂質転換は実はリン欠乏生育時だけでなく、窒素欠乏生育時にも重要であることがわかってきた。そこで本年度は、シロイヌナズナの膜脂質生合成変異体pah1pah2やPAH1,PAH2各過剰発現体を用いて、野生株と窒素欠乏に対する応答がどう異なるのか、さらなる生化学的解析を進めた。その結果、変異体は窒素欠乏時の葉緑体チラコイド膜の損傷が激しいが、過剰発現体(pah1pah2バックグラウンドのため、相補体でもある)では野生株程度以上にチラコイド膜の損傷が抑制されていることがわかった。また、アイソトープラベルされた酢酸を用いた脂質のパルスチェイスラベリング実験により、膜脂質全般のターンオーバーの解析を行ったところ、窒素欠乏時の脂質のターンオーバーはいずれの植物体においてもあまり大きな動きの違いが見られず、しかし葉緑体チラコイド膜を構成するリン脂質で、光合成能に大きな影響を与えることが知られているホスファチジルグリセロールのラベリング率が通常条件に比べて非常に高いことが明らかになった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

変異体、過剰発現体を中心としたリン欠乏・窒素欠乏応答機構の詳細な解析は非常に進んでいる一方、変異体をバックグラウンドとして得る予定であった新規変異体の取得は、野生株種子の混入、生育設備の一時的な不調などが重なり、遅れている。後者については、平成29年度に特に力をいれて進めたいと考えている。

Strategy for Future Research Activity

リン欠乏・窒素欠乏応答のクロストークについては、引き続き解析を進めるが、変異体の乾燥ストレス耐性(ワックス生合成への影響)については新しい知見が得られてきた。平成29年度は、研究計画に基づき、新規因子の取得を第一の目標として目指すが、一方で変異体がなぜ他のストレスに対しても野生株とは異なる表現型を示すのか、明らかにしていきたいと考えている。

Causes of Carryover

3月末に、本研究に必要な試薬類を購入しようとしたところ、在庫手配が間に合わず納品が4月以降になるということで、急遽注文をキャンセルしたため、残金が発生した。

Expenditure Plan for Carryover Budget

平成29年度中に、上記の試薬類を購入する予定である。

  • Research Products

    (7 results)

All 2017 2016

All Presentation (7 results)

  • [Presentation] シロイヌナズナ葉のデンプンおよび貯蔵脂質蓄積変異体における栄養欠乏ストレス応答機構の解析2017

    • Author(s)
      岡崎圭吾、吉竹悠宇志、円由香、太田啓之、下嶋美恵
    • Organizer
      第58回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学郡元キャンパス
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-18
  • [Presentation] Arabidopsis lipins regulate photosynthetic membrane turnover under nitrogen starvation2017

    • Author(s)
      Yushi Yoshitake, Ryoichi Sato, Yuka Madoka, Keiko Ikeda, Masato Murakawa, Ko Suruga, Daisuke Sugiura, Ko Noguchi, Hiroyuki Ohta and Mie Shimojima
    • Organizer
      第58回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学郡元キャンパス
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-18
  • [Presentation] リン欠乏時のシロイヌナズナ葉における小胞体-葉緑体間の脂質供給経路の全容解明2017

    • Author(s)
      栗原啓成、大谷亮介、太田啓之、下嶋美恵
    • Organizer
      第58回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学郡元キャンパス
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-18
  • [Presentation] Analysis of drought-stress response in Arabidopsis knock-out mutant of phosphatidic acid phosphohydrolase 1/22017

    • Author(s)
      Kosuke Shimazaki, Yuko Sasaki-Sekimoto, Hideki Ishida, Hiroyuki Ohta, Mie Shimojima
    • Organizer
      第58回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学郡元キャンパス
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-18
  • [Presentation] 植物生育における窒素欠乏時の膜脂質転換機構の解析2016

    • Author(s)
      吉竹悠宇志, 佐藤諒一, 円由香, 池田桂子, 村川雅人, 駿河航, 杉浦大輔, 野口航, 太田啓之, 下嶋美恵
    • Organizer
      日本植物学会 第80回大会
    • Place of Presentation
      沖縄コンベンションセンター
    • Year and Date
      2016-09-16 – 2016-09-18
  • [Presentation] Plant lipin regulates lipid homeostasis and changes response to environmental stresses2016

    • Author(s)
      Mie Shimojima
    • Organizer
      ISPL-2016: 22nd International Symposium on Plant Lipids
    • Place of Presentation
      University of Gottingen, Germany
    • Year and Date
      2016-07-03 – 2016-07-08
  • [Presentation] Arabidopsis lipins regulate photosynthetic membrane turnover under nitrogen starvation2016

    • Author(s)
      Yushi Yoshitake
    • Organizer
      ISPL-2016: 22nd International Symposium on Plant Lipids
    • Place of Presentation
      University of Gottingen, Germany
    • Year and Date
      2016-07-03 – 2016-07-08

URL: 

Published: 2018-01-16  

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