Role of endoplasmic reticulum-plasma membrane system in regulation of Oryza sativa endosperm development

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17H03759
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Crop production science
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: Onda Yayoi 愛媛大学, 農学研究科, 准教授 (70368463)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 野並 浩 愛媛大学, 農学研究科, 教授 (00211467)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 植物 / 酵素 / ジスルフィド結合

Outline of Final Research Achievements

In this study, we show the key role of thiol-disulfide oxidoreductase, PDI, in actin cytoskeleton structure. When exposed to oxidative stress, Oryza sativa cells accumulated intermolecularly disulfide-bonded high-molecular-weight structures of actin. During recovery from oxidative stress, PDI cleaved disulfide bonds in high-molecular-weight structures of actin. Based on these results, we propose a PDI-dependent reductive pathway that promotes degradation of nonnative-disulfide-bonded structures of actin and reorganization of the actin cytoskeleton.

Free Research Field

植物生化学・分子細胞生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

環境変動下，イネ細胞の生長制御はコメの品質・収量を決定する重要な課題である。本研究はPDI酸化系が小胞体において貯蔵蛋白質のジスルフィド架橋形成を触媒し酸化的折り畳みを促進するだけでなく，PDI還元系がサイトゾルにおいてアクチン構造体のジスルフィド架橋開裂を触媒しその分解を促進することを示した。本研究成果はオルガネラ運搬や細胞壁構築の駆動基盤である細胞骨格ダイナミクスの新規制御機構を示唆する。