ミトコンドリアを中心とした植物の新しいカルシウム制御ネットワーク

• 研究課題/領域番号: 15K14553
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 植物分子・生理科学
• 研究機関: 京都府立大学
• 研究代表者: 椎名 隆 京都府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (10206039)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: ミトコンドリア / カルシウム / レトログレードシグナル / 機械受容チャネル / 気孔 / Ca2+ / 植物 / ABA / DBMIB / 接触刺激

研究成果の概要

ミトコンドリアは酸化呼吸のみならず、アポトーシスや老化など様々な細胞機能で重要な役割を果たしている。動物細胞では、それらの制御にカルシウムイオンシグナリングが深く関係している。本研究では、植物細胞のミトコンドリアの多様な機能を解析し、次の事実を明らかにした。（1）ミトコンドリア内膜に機械受容チャンネルMSL1が存在し、気孔応答を制御する重要な働きをしている。（2）ミトコンドリア電子伝達の抑制によって生じる細胞質カルシウムシグナルを介して、ミトコンドリアが免疫遺伝子発現を制御している。これらの研究から、ミトコンドリアが植物機能を制御する新しいメカニズムが見えてきた。

研究成果

• [雑誌論文] Comparative analysis of chloroplast psbD promoters in terrestrial plants (2017)
  • 著者名/発表者名: Shimmura S., Nozoe, M., Kitora, S., Kin S., Matsutani, S., Ishizaki, Y., Nakahira, Y. and *Shiina, T
  • 雑誌名: Front. in Plant Sci 巻: 8 ページ: 1186-1186
  • DOI: 10.3389/fpls.2017.01186
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Ferritin 2 domain-containing protein found in lacquer tree (Toxicodendron vernicifluum) sap has negative effects on laccase and peroxidase reactions. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kitajima, S., Imamura, T., Iibushi, J., Ikenaga, M., Tachibana, Y., Andoh, N., Oyabu, H., Hirooka, K., Shiina, T., Ishizaki, Y
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem. 巻: 81 号: 6 ページ: 1165-1175
  • DOI: 10.1080/09168451.2017.1289814
  • 査読あり
• [雑誌論文] Plant Endosymbiotic Organellar Calcium Signaling under Biotic and Abiotic Stresses (2016)
  • 著者名/発表者名: Nomura H., Shiina, T.
  • 雑誌名: Journal of Plant Physiol. Pathol. 巻: 4 号: 01 ページ: 1-5
  • DOI: 10.4172/2329-955x.1000145
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Characterization of thylakoid membrane in a heterocystous cyanobacterium and green alga with dual-detector fluorescence lifetime imaging microscopy with a systematic change of incident laser power (2015)
  • 著者名/発表者名: Nozue S, Mukuno A, Tsuda Y, Shiina T, Terazima M, Kumazaki S
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta 巻: 1857 号: 1 ページ: 46-59
  • DOI: 10.1016/j.bbabio.2015.10.003
  • NAID: 120006454700
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Ca2+依存のミトコンドリアから核への レトログレードシグナルは防御関連 答の制御 遺伝子の発現を制御する (2018)
  • 著者名/発表者名: 村田 鷹規 , 岩城 宇律, 下谷 講司 , 小谷 美穂, 山崎 加奈子, 佐野 智, 椎名 隆
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会
• [学会発表] フラジェリンペプチドが誘導する細胞質ゾルCa2+シグナル制御における葉緑体Ca2+結合タンパク質CASの役割 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小谷美穂、渡辺拓也、山岡征矢、下谷紘司、山崎加奈子、佐野智、椎名隆
  • 学会等名: 第58回日本植物生理学会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島県鹿児島市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] 葉緑体カルシウム結合タンパク質 CAS のリン酸化修飾の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 上村優奈、下谷紘司、山崎加奈子、椎名隆
  • 学会等名: 第58回日本植物生理学会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島県鹿児島市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] マイハギ小葉の自発的旋回運動とトランスクリプトーム解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高尾実波、石崎陽子、北島佐紀人、椎名隆
  • 学会等名: 第58回日本植物生理学会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島県鹿児島市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] 葉緑体とミトコンドリアによる成長と防御遺伝子発現のトレードオフ制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 村田鷹規、岩城宇律、下谷紘司、小谷美穂、山崎加奈子、石崎陽子、佐野智、椎名隆
  • 学会等名: 第58回日本植物生理学会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島県鹿児島市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] オルガネラ電子伝達阻害と遺伝子発現応答 (2017)
  • 著者名/発表者名: 村田 鷹規 , 下谷 講司 , 岩城 宇律, 小谷 美穂, 山崎 加奈子, 佐野 智, 椎名 隆
  • 学会等名: 第81回日本植物学会
• [学会発表] シロイヌナズナにおけるミトコンドリア機械刺激受容チャネルMSL１の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 泉田 颯太, 艾原 佐紀, 濱谷 昭寿
  • 学会等名: 第81回日本植物学会
• [学会発表] Possible role of phosphorylation of chloroplast Ca2+ binding protein CAS in the regulation of stomatal opening (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuna Uemura, Masaki Mizuno, Koji Shimotani, Kanako Yamasaki, Yoko Ishizaki, Takashi Shiina
  • 学会等名: TJPB2017
  • 国際学会
• [学会発表] Organelle electron transfer inhibition and gene expression response (2017)
  • 著者名/発表者名: Takaki Murata, Takanori Iwaki, Koji Shimotani, Miho Kotani, Kanako Yamasaki Satoshi Sano, Takashi Shiina
  • 学会等名: TJPB2017
  • 国際学会
• [学会発表] THE ROLE OF MITOCHONDRIAL MECHANOSENSITIVE RECEPTOR CHANNEL MSL1 IN SEED GERMINATION IN ARABIDOPSIS THALIANA (2017)
  • 著者名/発表者名: Souta Izumida , Saki Yomogihara, Akitoshi Hamatani and Takashi Shiina
  • 学会等名: TJPB2017
  • 国際学会
• [学会発表] シロイヌナズナの機械刺激応答におけるカルシウムシグルの解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 渡辺拓也、山岡征矢、小谷美穂、石崎陽子、椎名隆
  • 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(沖縄県宜野湾市）
  • 年月日: 2016-09-16
• [学会発表] シロイヌナズナにおける接触刺激応答とオルガネラレトログレードシグナル (2016)
  • 著者名/発表者名: 山岡征矢、岩城宇律、村田鷹規、小谷美穂、渡辺拓也、山﨑加奈子、田中志整、下谷紘司、石崎陽子、椎名隆
  • 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(沖縄県宜野湾市）
  • 年月日: 2016-09-16
• [学会発表] 細胞内カルシウムシグナリングにおけるオルガネラの役割 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小谷美穂、岩城宇律、村田鷹規、渡辺拓也、山崎加奈子、椎名隆
  • 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(沖縄県宜野湾市）
  • 年月日: 2016-09-16
• [学会発表] Effects of photosynthesis inhibitor DBMIB on gene expression in Arabidopsis (2016)
  • 著者名/発表者名: 岩城宇律、山﨑加奈子、石崎陽子、下谷紘司、椎名隆
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 盛岡市
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] Characterization of mitochondrial putative Ca2+ regulators in Arabidopsis thaliana (2016)
  • 著者名/発表者名: 泉田颯太、艾原佐紀、濱谷昭寿、山本洋子、椎名隆
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 盛岡市
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] The possible involvement of cyclic electron flow (cef) in the regulation of defense gene expression. (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中志整、下谷紘司、山岡征矢、石崎陽子、椎名隆
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 盛岡市
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] Stress-induced Ca2+ signals in lead chloroplasts and root plastids. (2016)
  • 著者名/発表者名: 小谷美穂、岩城宇律、椎名隆
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 盛岡市
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] シロイヌナズナにおける機械刺激と防御応答遺伝子発現の関係 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山岡征矢、下谷紘司、田中志整、椎名隆
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 盛岡市
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] Evaluation on genetic variation and pathogen resistance among Sulawesi cacao (Theobroma cacao L.) (2016)
  • 著者名/発表者名: I Nengah Suwastika, Nurul Aisyah, Rifka, Rahmansyah, Muslimin, Yoko Ishizaki, André Freire Cruz, Zainuddin Basri, Takashi Shiina
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 盛岡市
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] シロイヌナズナにおける機械刺激に応答した遺伝子発現応答の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小谷美穂、椎名隆
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] Calcium regulation in plant organelles and its role in cellular signaling. (2015)
  • 著者名/発表者名: Shiina, T. Shimotani, K., Kotani, M., Yamaoka, S., Yomogihara, S., Yamazaki, K, Ishizaki, Y.
  • 学会等名: FEBS Workshop on Plant Organellar Signaling Primosten 2015
  • 発表場所: Primosten, Croatia
  • 年月日: 2015-09-16
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] シロイヌナズナにおける機械刺激に応答した遺伝子発現応答の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山岡征矢、田中志整、下谷紘司、石崎陽子、椎名隆
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 新潟市
  • 年月日: 2015-09-06
• [学会発表] ストレスに対する色素体及び細胞質Ca2+応答 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小谷美穂、椎名隆
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 新潟市
  • 年月日: 2015-09-06