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植物におけるシクロブタンピリミジン二量体の修復と宇宙放射線耐性に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K11912
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 宇宙生命科学
研究機関東北大学

研究代表者

寺西 美佳  東北大学, 生命科学研究科, 助教 (10333832)

研究分担者 日出間 純  東北大学, 生命科学研究科, 准教授 (20250855)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード宇宙放射線 / 植物 / シクロブタン型ピリミジン二量体 / DNA損傷 / 放射線耐性
研究成果の概要

放射線によって植物に誘発されるDNA損傷であるシクロブタン型ピリミジン二量体(CPD)を特異的に修復するCPD光回復酵素のリン酸化修飾とそのオルガネラ移行性、さらにそのオルガネラ移行性が紫外線耐性に及ぼす影響に関して解析した。CPD光回復酵素タンパク質のN末端配列が葉緑体移行シグナルとして機能し、そのN末端領域に付加されるリン酸化修飾によって葉緑体移行性が制御されていると考えられた。またシロイヌナズナにおいては、核DNAを修復することが紫外線耐性に重要であると考えられた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

宇宙空間の厳しい環境条件下においても栽培できる植物を作り出すことは、地球上でも利用可能な環境ストレスに強い植物を作り出すことを可能にする。本研究では、主に紫外線によって誘発されるDNA損傷であるシクロブタン型ピリミジン二量体(CPD)の修復酵素であるCPD光回復酵素の機能制御機構と植物の紫外線耐性の関連性を解析した。核DNAに誘発されたCPDの修復が植物の紫外線耐性に重要であること、CPD光回復酵素の改変により機能を変化させられる可能性を明らかにした。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] UV-B-Induced CPD photolyase gene expression is regulated by UVR8-dependent and -independent pathways in Arabidopsis.2015

    • 著者名/発表者名
      Li N, Teranishi M, Yamaguchi H, Matsushita T, Watahiki MK, Tsuge T, Li SS, Hidema J
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 56 号: 10 ページ: 2014-2023

    • DOI

      10.1093/pcp/pcv121

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] イネCPD光回復酵素のリン酸化修飾と葉緑体移行性2019

    • 著者名/発表者名
      寺西美佳、小松千春、原遵、山口弘子、日出間純
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] African rice species (O. glaberrima, O. barthii and O. sativa) exhibit hypersensitivity to UVB radiation caused by lower specific activity and amount of CPD photolyase.2019

    • 著者名/発表者名
      Gideon Mmbando, Mika Teranishi, Jun Hidema
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] UVB senseitivity and CPD photolyase of Africa rice cultivars O. glaberrima, O. barthii and O. sativa2018

    • 著者名/発表者名
      Gideon Mmbando, Mika Teranishi, Jun Hidema
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] イネCPD光回復酵素の葉緑体移行シグナル領域配列の決定と植物種間での比較2018

    • 著者名/発表者名
      原遵、高橋有希、寺西美佳、三浦佳奈、中村咲耶、泉正範、日出間純
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Difference in CPD photolyase localization of rice and Arabidopsis cells2017

    • 著者名/発表者名
      高橋有希、原遵、三浦佳奈、寺西美佳、中村咲耶、高橋育弥、泉正範、日出間純
    • 学会等名
      第58回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      鹿児島大学郡元キャンパス(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 紫外線により核・ミトコンドリア・葉緑体DNAに誘発されたCPDがシロイヌナズナの生育に及ぼす影響2017

    • 著者名/発表者名
      寺西美佳、高橋有希、高橋育弥、山口弘子、日出間純
    • 学会等名
      日本宇宙生物科学会第31回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ISSを利用した植物の太陽粒子線による障害とその修復機構に、微小重力環境が及ぼす影響解析2016

    • 著者名/発表者名
      日出間純、泉正範、寺西美佳、中村咲耶、高橋昭久
    • 学会等名
      第62回日本宇宙航空環境医学会大会 日本宇宙生物科学会第30回大会 合同大会
    • 発表場所
      愛知医科大学(愛知県長久手市)
    • 年月日
      2016-10-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] イネにおける太陽紫外線誘発ピリミジン二量体の定量と生育に及ぼす影響2015

    • 著者名/発表者名
      寺西美佳、山口弘子、高橋祐子、日出間純
    • 学会等名
      日本宇宙生物科学会第29回大会
    • 発表場所
      帝京大学板橋キャンパス (東京都・板橋区)
    • 年月日
      2015-09-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Analysis of DNA damage induced by ion beam, gamma ray and UV-B radiation in Arabidopsis2015

    • 著者名/発表者名
      Mika Teranishi, Hiroko Yamaguchi, Ayako N Sakamoto, Jun Hidema
    • 学会等名
      15th International Congress of Radiation Research
    • 発表場所
      国立京都国際会館 (京都府・京都市)
    • 年月日
      2015-05-25
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of solar UVB radiation on rice plant and mechanisms of UVB resistance in plant2015

    • 著者名/発表者名
      Jun Hidema, Mika Teranishi, Akihisa Takahashi, Takeo Ohnishi
    • 学会等名
      15th International Congress of Radiation Research
    • 発表場所
      国立京都国際会館 (京都府・京都市)
    • 年月日
      2015-05-25
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] 光と生命の事典2016

    • 著者名/発表者名
      寺西美佳、真嶋哲朗、飯野盛利、七田芳則、藤堂剛、秋山(張)秋梅、安倍学、蟻川謙太郎、安藤宏徳、飯郷雅之、池内昌彦、池田憲昭、池畑広伸、井澤毅、石川大太郎、石川満、石田斉、石塚徹、井上圭一、井上幸次
    • 総ページ数
      422
    • 出版者
      株式会社朝倉書店
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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