2018 Fiscal Year Annual Research Report
光合成生物に広く保存された栄養欠乏時の脂質転換制御とその応用の分子基盤
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18H03941
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
太田 啓之 東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (20233140)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
増田 建 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (00242305)
小林 康一 大阪府立大学, 高等教育推進機構, 准教授 (40587945)
粟井 光一郎 静岡大学, 電子工学研究所, 准教授 (80431732)
下嶋 美恵 東京工業大学, 生命理工学院, 准教授 (90401562)
西村 浩二 島根大学, 学術研究院農生命科学系, 准教授 (30304257)
堀 孝一 東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (70453967)
清水 隆之 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (90817214)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | スルホ脂質 / トリアシルグリセロール / リン欠乏時の脂質転換 / 藻類 / 植物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生物に必須の栄養元素の欠乏時には種々の応答が起こることが広く知られている。栄養元素の欠乏時には、トランスポーターの活性化などによる細胞外からの栄養元素の取り込みの促進や、栄養元素の細胞内でのリサイクルの活性化など、様々な応答機構が機能する。申請者らは植物の３大栄養元素の一つであるリンの欠乏時に起こる膜リン脂質からのリンの供給と糖脂質による代替を「リン欠乏時の膜脂質転換」と名付け、それに関わる脂質代謝遺伝子群やその重要性を明らかにしてきた。植物や藻類のリン欠乏時には、油脂が大量に蓄積することも見出し、光合成生物での油脂高生産系としても着目されている。また、その膜脂質転換に関わる酵素群や制御機構が光合成生物の進化過程で広く保存されていることも明らかにした。申請者は最近、その制御の根幹に関わると考えられる制御因子を初めて同定することに成功した。本研究では、この制御因子の機能と保存性の解明を柱としてリン欠乏時の脂質転換の仕組みの分子基盤を明らかにし、その応用展開の基盤確立を目的として研究を進めている。
平成30年度は特に、クラミドモナスで見出した脂質転換の制御因子についてその因子が直接ターゲットとしている遺伝子の同定、また本因子と共同して機能している他のクラミドモナス因子の同定を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
平成30年度は、クラミドモナスで見出した脂質転換の制御因子が、実際直接的に膜脂質転換に関わるスルホ脂質の合成遺伝子SQD2を制御していることを明らかにすることができた。
しかもその制御因子と共同して機能する新たな因子の存在を見出すことができた。
本因子と同様な機能を持つと考えられるナンノクロロプシスの制御因子に関する解析なども進めており、昨年度は期待以上の進展をしたと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
以下の方向で研究を推進する予定。研究の一部については、東北大学とも連携して行い、合同で報告会を開催する予定である。
１．クラミドモナス脂質転換制御因子の機能とその上流因子の解析を行う。 ２．葉緑体における膜脂質転換の意義と葉緑体膜脂質転換に関わる新規因子の同定を目指す。 ３．クラミドモナス制御因子によるリン欠乏時の黄化抑制と細胞分裂調節機構の解析を行う。 ４．油脂高生産藻類等での脂質転換制御因子の機能解析と栄養十分条件での油脂高生産を目指した研究を進める。 ５．脂質転換制御因子を介したリン欠乏応答の保存性にについて明らかにする。 ６．植物ホモログについてもその機能解析を行う。
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[Journal Article] SnRK2 protein kinases represent an ancient system in plants for adaptation to a terrestrial environment.2019
Author(s)
Shinozawa A., Otake R., Takezawa D., Umezawa T., Komatsu K., Tanaka K., Amagai A., Ishikawa S., Hara Y., Kamisugi Y., Cuming A., Hori K., Ohta H., Takahashi F., Shinozaki K., Hayashi T., Taji T., Sakata Y.
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Journal Title
Commun Biol.
Volume: 2
Pages: 30
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Differential localization of Arabidopsis phosphatidic acid phosphohydrolases under phosphate starvation2019
Author(s)
Yushi Yoshitake, Kaoru Katoh, Ryoichi Sato, Yuka Madoka, Keiko Ikeda, Masato Murakawa, Ko Suruga, Daisuke Sugiura, Ko Noguchi, Hiroyuki Ohta, Mie Shimojima
Organizer
Gordon Research Conference Plant Lipids: Structure, Metabolism and Function
Int'l Joint Research
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