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ハエトリソウの記憶機構の解明

Research Project

Project/Area Number 17J08569
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Plant molecular biology/Plant physiology
Research InstitutionThe Graduate University for Advanced Studies

Principal Investigator

須田 啓  総合研究大学院大学, 生命科学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsハエトリソウ / 接触傾性 / 形質転換 / カルシウム
Outline of Annual Research Achievements

昨年度の研究結果から,カルシウムセンサータンパク質を導入したハエトリソウの感覚毛を接触刺激すると、葉身の細胞で細胞内カルシウムイオン濃度が上昇することが分かっていた。この濃度上昇は葉身辺縁部の分枝している葉脈から中央脈にかけての範囲で観察された。パラフィン切片を作製し、分枝している葉脈と葉身閉合時に曲率が変化する組織を比較したところ、曲率の変化は中央脈から分枝している葉脈の間で正負が変化することが分かり、中央脈から分枝している葉脈の間の部位の裏側が運動時に凹面から凸面へ変化していることが分かった。以上のことから、カルシウムシグナルは運動時に凹面から凸面に変化する部位とほぼ一致していることが分かった。
このカルシウムイオンの濃度上昇が運動に寄与するのかをロジスティック回帰分析によって評価したところ一度目、及び、二度目の接触刺激後の最大輝度が共に運動に寄与していることが分かり、細胞内カルシウムイオン濃度には運動を引き起こす特定の閾値が存在することが分かった。更に、刺激後に上昇したCa2+濃度がどのように減衰するのか経時変化を調べたところ、ハエトリソウが1度目の刺激情報を保持しておくことの出来る時間と細胞内カルシウムイオン濃度が閾値似下まで減衰するまでにかかる時間が一致することが分かった。以上の結果から、細胞内カルシウムイオン濃度は感覚毛への接触刺激で上昇すること、運動を引き起こす特定の閾値を持つこと、減衰する時間が記憶情報を保持できる時間と一致することが分かった。これらの3つの性質は既往研究で推定されていたハエトリソウの記憶物質が持つ3つのクライテリアを満たしており、以上のことからカルシウムイオンが記憶物質としての性質を満たす分子であることがわかった。
以上の研究の成果をまとめ,国内外の学会にて報告した。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2018 2017

All Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Presentation] ハエトリソウとコモウセンゴケの形質転換技術およびハエトリソウのカルシウムイメージング2018

    • Author(s)
      須田 啓
    • Organizer
      日本植物学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Real-time cytosolic calcium imaging to elucidate the molecular mechanism of memory system in the Venus flytrap2018

    • Author(s)
      Hiraku Suda, Kenji Fukushima, Hiroaki Mano, Masatsugu Toyota, Yosuke Tamada, Mitsuyasu Hasebe
    • Organizer
      INTERNATIONAL PLANT BIOMECHANICS
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ハエトリソウの記憶機構解明に向けたカルシウムイオン動態観察2018

    • Author(s)
      須田 啓,福島 健児,真野 弘明,豊田 正嗣,玉田 洋介,長谷部 光泰
    • Organizer
      日本植物生理学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] ハエトリグサとコモウセンゴケにおける形質転換技術の確立2017

    • Author(s)
      須田 啓,上田 千晴,福島 健児,真野 弘明,豊田 正嗣,玉田 洋介,長谷部 光泰
    • Organizer
      日本植物学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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