細胞表層の活性酸素-カルシウムシグナルネットワークによる細胞壁の機能制御
Publicly Offered Research
| Project Area | Plant cell wall as information-processing system |
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| Project/Area Number |
15H01239
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
朽津 和幸 東京理科大学, 理工学部応用生物科学科, 教授 (50211884)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2016)
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| Budget Amount *help |
¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2016: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2015: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
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| Keywords | アポプラスト / 活性酸素種 / 植物免疫 / 情報伝達 / カルシウムイオン / 植物細胞壁 / メリステム / 発生 / タンパク質リン酸化 / ゼニゴケ / NADPHオキシダーゼ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ゼニゴケの2種のRbohの葉状体メリステム・仮根・雌雄生殖器等、生活環全体における発現部位を詳細に解析した。ゲノム編集法によりMpRbohA, Bの双方の機能欠損変異体を単離し、表現型を解析した結果、MpRbohAは葉状体メリステム機能・雄性生殖器の発生、MpRbohBは仮根の先端成長(細胞伸張)・ストレス応答に関与する可能性が示唆された。Ca2+依存性プロテインキナーゼCDPKやCa2+センサータンパク質CBLとCBL依存性プロテインキナーゼCIPKによるリン酸化とEF hand領域へのCa2+の結合により相乗的に活性化されることが明らかになり、活性制御に重要なアミノ酸残基を同定した。Rbohの活性化に関与するCDPKの機能欠損変異体をゲノム編集により単離し、機能解析を進めた。誘導ラマン散乱顕微鏡イメージングや、細胞表層のROS代謝酵素の解析も進め、Rbohによりapoplast中に生成されたROSが細胞壁の機能制御を介して植物の発生を司る可能性を示した。
シロイヌナズナの10種のRbohのROS生成活性のCa2+濃度依存性を定量的に解析し、Rbohは生理的Ca2+濃度変化に依存して活性化される可能性を示した。Rbohの活性化に低分子量Gタンパク質が関与することを生化学的に初めて示した。イネのRbohがタペート細胞のプログラム細胞死・オートファジー制御・花粉形成に関与する可能性を示した。リグニン合成に関与する可能性が想定されるドイツトウヒのRbohを同定し、活性制御機構を解析した。陸上植物に広く保存されたCa2+結合部位を含むRbohの活性制御領域を同定する一方、殆どの藻類のRbohはこの領域を持たないことが明らかとなった。コレオケーテ、接合藻類のRbohを同定し、植物の陸上化前後のROS-Ca2+シグナルネットワークの進化を解析した。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(97 results)
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[Journal Article] Autophagy supports biomass production and nitrogen use efficiency at the vegetative stage in rice2015
Author(s)
Wada S, Hayashida Y, Izumi M, Kurusu T, Hanamata S, Kanno K, Kojima S, Yamaya T, Kuchitsu K, Makino A, Ishida H
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Journal Title
Plant Physiology
Volume: in press
Issue: 1
Pages: 60-73
DOI
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Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Nanoparticle distribution in mouse airways and plant leaves detected by near-infrared fluorescence analysis2015
Author(s)
Masakazu UMEZAWA, Masao KAMIMURA, Nobutaka KITAHATA, Bunki TOU, Rihito FUKUSHIMA, Ayumu OMOTO, Yuya YASUDA, Takeaki HARADA, Ken TAKEDA, Kazuyuki KUCHITSU, Kohei SOGA
Organizer
第 24 回日本バイオイメージング学会学術集会
Place of Presentation
東京理科大学 葛飾キャンパス（東京都葛飾区）
Year and Date
2015-09-27
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[Presentation] Regulatory mechanisms and physiological functions of the NADPH oxidases MpRbohA and MpRbohB in an emerging model nonvascular plant, Marchantia polymorpha.2015
Author(s)
Hashimoto K, Kimura T, Yabuta S, Yamada T, Kaya H, Kitahata N, Ishizaki K, Nishihama R, Kohchi T, Kuchitsu K
Organizer
12th International Conference on Reactive Oxygen and Nitrogen Species in Plants: from model systems to field
Place of Presentation
Verona（Italy）
Year and Date
2015-06-24
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