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根毛と膜輸送システムから解く植物の無機イオン吸収と蓄積の機構

研究課題

研究課題/領域番号 14J02201
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 応用生物化学
研究機関名古屋大学

研究代表者

田中 奈月  名古屋大学, 生命農学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード根毛 / 種子 / 水分屈性 / リン酸欠乏 / 細胞壁 / 植物生理学 / 生化学 / 分子生物学 / 亜鉛輸送体 / 情報変換
研究実績の概要

私は、植物の無機イオンや水の吸収と蓄積の詳細なメカニズムを明らかにするために、膜輸送システムと根毛に注目し、実験の過程で見出した新規タンパク質に焦点をあて、研究を進めている。下記、2項目に分け本年度の実施状況を記述する。
(1) 1年度目に中心的に進めていた新規な無根毛株を用いた実験の過程で、プロテオミクス解析により、リン酸欠乏時の根毛にのみ検出されたタンパク質を見出し、SRPP (Seed and Root-hair Protective Protein)と名付けた。 まず、機能欠失株を入手し、野生株と表現型を比較することにより、SRPPは乾燥などのストレスから根毛や胚、花粉を保護する役割をしているのではないかと推定した。さらに、GFPを融合させたSRPPタンパク質の局在を観察行い、細胞壁に局在していることが分かった。遺伝子欠失株srppの電子顕微鏡での観察により、SRPPは正常な細胞壁の構築に関与していると考えられた。これらの成果を論文として今年度発表した。現在、コムギ胚芽抽出物を用いた無細胞系でSRPPタンパク質を合成・精製し、生化学的特性の解析を進めている。
(2) 当研究室で見出した新規カルシウム結合タンパク質PCaP1は、既知のカルシウム結合ドメインを持たない天然変性領域の多いタンパク質である。PCaP1は植物の全組織に恒常的に発現しているが、機能欠失株pcap1において顕著な表現型は見つかっていなかった。地上部においてはPCaP1が気孔の閉鎖に関与していることを見出し、昨年度に論文発表を行ったが、根における機能は未解明であった。そこで、根の機能に焦点を当てて解析したところ、pcap1では水分屈性に異常を示すことを見出した。pcap1の重力屈性は正常であることから、PCaP1は根の屈曲ではなく、水分屈性に特異的に関与していることが分かった。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] オックスフォード大学(英国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] SRPP, a cell-wall protein is involved in development and protection of seeds and root hairs in Arabidopsis thaliana2017

    • 著者名/発表者名
      Natsuki Tanaka, Hiroshi Uno, Shohei Okuda, Shizuka Gunji, Ali Ferjani, Takashi Aoyama, Masayoshi Maeshima
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiology

      巻: 58 ページ: 760-769

    • DOI

      10.1093/pcp/pcx008

    • NAID

      120006343667

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A plasma membrane associated phosphatidylinositol phosphate-interactive, Ca-binding protein PCaP1 in Arabidopsis thaliana: stable association with plasma membrane and partial involvement in stomata closure2016

    • 著者名/発表者名
      Nagata, C., Miwa, C., Tanaka, N., Kato, M., Suito, M., Tsuchihira, A., Sato, Y., Segami, S. and Maeshima, M.
    • 雑誌名

      Journal of Plant Research

      巻: 129

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 亜鉛輸送体Cation Diffusion Facilitatorの機能を支える構造2015

    • 著者名/発表者名
      河内美樹、藤原崇志、田中奈月、前島正義
    • 雑誌名

      Biomedical Research on Trace Elements

      巻: 26 ページ: 124-129

    • NAID

      130005113919

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] The histidine-rich loop of Arabidopsis vacuolar membrane zinc transporter AtMTP1 is involved in sensing cytosolic level of zinc.2015

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, N., Fujiwara, T., Tomioka, R., Kraemer, U., Kawachi, M., Maesima, M.
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 56 ページ: 510-519

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Characteristics of a root hair-less line of Arabidopsis thaliana under physiological stresses.2014

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, N., Kato, M., Tomioka, R., Kurata, R., Fukao, Y., Aoyama, T., and Maeshima, M.
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Botany

      巻: 65 号: 6 ページ: 1497-1512

    • DOI

      10.1093/jxb/eru014

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 細胞壁タンパク質SRPPは種子形成と根毛伸長に重要な機能を果している2017

    • 著者名/発表者名
      田中奈月、鵜野裕、奥田祥平、郡司玄、Ali Ferjani、青山卓史、前島正義
    • 学会等名
      日本植物生理学会第58回年会
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 膜輸送システムと根毛から解く植物の無機イオンおよび水の吸収と蓄積の機構解明2016

    • 著者名/発表者名
      田中奈月
    • 学会等名
      日本植物学会第80回大会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-09-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 液胞膜亜鉛輸送体MTP1のHis-loopによる植物体内での亜鉛分配への寄与のメカニズム2016

    • 著者名/発表者名
      田中奈月、河内美樹、藤原崇志、富岡利恵、前島正義
    • 学会等名
      植物の栄養研究会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2016-09-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Molecular properties of proteins induced in root hairs under Pi deficiency.2016

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, N., Kato, M., Fukao, Y., Aoyama, T., Maeshima, M.
    • 学会等名
      International Workshop on Plant Membrane Biology
    • 発表場所
      Annapolis
    • 年月日
      2016-06-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Ca2+-binding protein PCaP1 is involved in root hydrotropism、ポスター2016

    • 著者名/発表者名
      田中奈月、小林啓恵、高橋秀幸、前島正義
    • 学会等名
      日本植物生理学会第57回年会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 年月日
      2016-03-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 根毛と種子を保護する機能をもつタンパク質SRPPの発現と分子生理学的解析2015

    • 著者名/発表者名
      田中奈月、奥田祥平、郡司玄、Ferjani Ali、前島正義
    • 学会等名
      日本植物学会第79回
    • 発表場所
      朱鷺メッセ:新潟コンベンションセンター
    • 年月日
      2015-09-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of the histidine loop of Arabidopsis vacuolar membrane zinc transporter AtMTP1 as a sensor of cytosol zinc level2015

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, N., Fujiwara, T., Tomioka, R., Kraemer, U., Kawachi, M., Maeshima, M.
    • 学会等名
      Plant Growth, Nutrition & Environment Interactions (VISCEA(Vienna International Science Conferences and Events Association))
    • 発表場所
      Vienna
    • 年月日
      2015-06-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 新規シグナル変換分子PCaP1は植物の水分屈性に関与している2014

    • 著者名/発表者名
      田中奈月、高橋秀幸、小林啓恵、前島正義
    • 学会等名
      日本生化学会大会
    • 発表場所
      京都国際会館
    • 年月日
      2014-10-15 – 2014-10-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] リン酸欠乏時に発現上昇する根毛タンパク質RHPPの機能解析2014

    • 著者名/発表者名
      田中奈月、奥田祥平、Ferjani Ali、郡司玄、前島正義
    • 学会等名
      日本植物学会第78回大会
    • 発表場所
      明治大学
    • 年月日
      2014-09-12 – 2014-09-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Characteristics of a root-hair less line of Arabidopsis thaliana under physiological stresses2014

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, N. ,Kato, M., Okuda, S., Tomioka, R., Kurata, R., Fukao, Y., Aoyama, T., Maeshima, M.
    • 学会等名
      Plant Biology Europe FESPB/EPSO 2014 congress
    • 発表場所
      Dublin
    • 年月日
      2014-06-22 – 2014-06-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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