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植物イオン輸送体を協奏的に統御する細胞内調節因子の解析

研究課題

研究課題/領域番号 16H04906
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用生物化学
研究機関東北大学

研究代表者

魚住 信之  東北大学, 工学研究科, 教授 (40223515)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
15,470千円 (直接経費: 11,900千円、間接経費: 3,570千円)
2018年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2016年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
キーワードイオンチャネル / シロイヌナズナ / 気孔閉鎖 / 脂質修飾 / リン酸化制御 / リン酸化酵素 / パルミトイル化 / カルシウム / 輸送体 / イオン / リン酸化 / 膜輸送体 / 気孔
研究成果の概要

植物の細胞内の主要イオンの濃度を調節するイオン輸送体は,乾燥・脱水・塩害などの環境ストレス変化に適応して細胞内浸透圧調節や膜電位維持を行っている.輸送体の機能のon-offは,二酸化炭素の吸収や蒸散を担う気孔の開閉,環境ストレス適応,生体膜のエネルギー変換に関与する.環境変化に立ち向かう細胞の恒常性維持と植物全身の養分吸収と排出のバランス調節を行うために,気孔閉鎖を誘導に主要な機能を担う陰イオン輸送体の調節機構を明らかにした.この調節は,細胞内リン酸化酵素で行われ,細胞内の分子と輸送体が協力して環境変化に適応することを示した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

植物の細胞内の主要イオンの濃度を調節する陰イオン輸送体を制御する因子を明らかにした.これにより,乾燥・脱水・塩害などの環境ストレス変化に適応に関与する初期段階の分子レベルの調節系が明らかとなった.二酸化炭素の吸収や蒸散を担う気孔の開閉,環境ストレス適応,生体膜のエネルギー変換に関与することから,植物の養分吸収の改善,地球規模の環境変化に耐性を持つ植物の創出,環境保全,作物育種や環境変化に立ち向かう分子の創成につながる基盤的に知見を獲得した.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 3件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] University of Munster(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Munster(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Padova(イタリア)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Stockholm University(Sweden)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Munster(Germany)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Guard Cell Membrane Anion Transport Systems and Their Regulatory Components: An Elaborate Mechanism Controlling Stress-Induced Stomatal Closure2019

    • 著者名/発表者名
      Saito Shunya、Uozumi Nobuyuki
    • 雑誌名

      Plants

      巻: 8 号: 1 ページ: 9-9

    • DOI

      10.3390/plants8010009

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] N-myristoylation and S-acylation are common modifications of Ca2+-regulated Arabidopsis kinases and are required for activation of the SLAC1 anion channel2018

    • 著者名/発表者名
      Saito Shunya、Hamamoto Shin、Moriya Koko、Matsuura Aiko、Sato Yoko、Muto Jun、Noguchi Hiroto、Yamauchi Seiji、Tozawa Yuzuru、Ueda Minoru、Hashimoto Kenji、Koester Philipp、Dong Qiuyan、Held Katrin、Kudla Joerg、Utsumi Toshihiko、Uozumi Nobuyuki
    • 雑誌名

      New Phytologist

      巻: 218 号: 4 ページ: 1504-1521

    • DOI

      10.1111/nph.15053

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] In vitro and in vivo characterization of modulation of the vacuolar cation channel TRPY1 from Saccharomyces cerevisiae2018

    • 著者名/発表者名
      Shin Hamamoto, Yasuo Mori, Isamu Yabe, Nobuyuki Uozumi
    • 雑誌名

      The Febs Journal

      巻: 285 号: 6 ページ: 1146-1161

    • DOI

      10.1111/febs.14399

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reduction of Spermidine Content Resulting from Inactivation of Two Arginine Decarboxylases Increases Biofilm Formation in Synechocystis sp. PCC 68032018

    • 著者名/発表者名
      Kota Kera, Tatsuya Nagayama, Kei Nanatani, Chika Saeki-Yamoto, Akira Tominaga, Satoshi Souma, Nozomi Miura, Kota Takeda, Syunsuke Kayamori, Eiji Ando, Kyohei Higashi, Kazuei Igarashi and Nobuyuki Uozumi
    • 雑誌名

      Journal of Bacteriology

      巻: 9 号: 9 ページ: 664-706

    • DOI

      10.1128/jb.00664-17

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement of the mechanical properties of single Synechocystis sp. strain PCC6803 cells in different osmotic concentrations using a robot-integrated microfluidic chip2018

    • 著者名/発表者名
      Di Chang, Shinya Sakuma, Kota Kera, Nobuyuki Uozumi, Fumihito Arai
    • 雑誌名

      Lab on a Chip

      巻: 8 号: 8 ページ: 1241-1249

    • DOI

      10.1039/c7lc01245d

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ion Channels Regulate Nyctinastic Leaf Opening in Samanea saman2018

    • 著者名/発表者名
      Oikawa Takaya、Ishimaru Yasuhiro、Munemasa Shintaro、Takeuchi Yusuke、Washiyama Kento、Hamamoto Shin、Yoshikawa Nobuyuki、Mutara Yoshiyuki、Uozumi Nobuyuki、Ueda Minoru
    • 雑誌名

      Current Biology

      巻: 28 号: 14 ページ: 2230-2238

    • DOI

      10.1016/j.cub.2018.05.042

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cesium Inhibits Plant Growth Primarily Through Reduction of Potassium Influx and Accumulation in Arabidopsis2018

    • 著者名/発表者名
      Adams Eri、Miyazaki Takae、Saito Shunya、Uozumi Nobuyuki、Shin Ryoung
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 60 号: 1 ページ: 63-76

    • DOI

      10.1093/pcp/pcy188

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification and characterization of compounds that affect stomatal movements.2018

    • 著者名/発表者名
      Toh S, Inoue S, Toda Y, Yuki T, Suzuki K, Hamamoto S, Fukatsu K, Aoki S, Uchida M, Asai E, Uozumi N, Sato A, Kinoshita T.
    • 雑誌名

      Plant & Cell Physiology

      巻: in press 号: 8 ページ: 1568-1580

    • DOI

      10.1093/pcp/pcy061

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Kup-mediated Cs+ uptake and Kdp-driven K+ uptake coordinate to promote cell growth during excess Cs+ conditions in Escherichia coli2017

    • 著者名/発表者名
      Ellen Tanudjaja, Naomi Hoshi, Yi-Hsin Su, Shin Hamamoto & Nobuyuki Uozumi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1038/s41598-017-02164-7

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Probing native metal ion association sites through quenching of fluorophores in the nucleotide-binding domains of the ABC transporter MsbA2017

    • 著者名/発表者名
      Daiki Tatsumi, Kei Nanatani, Yuto Koike, Kiyoto Kamagata, Satoshi Takahashi, Ayumu Konno, Tadaomi Furuta, Minoru Sakurai, Nobuyuki Uozumi
    • 雑誌名

      Biochem. J.

      巻: 474 号: 12 ページ: 1993-2007

    • DOI

      10.1042/bcj20161051

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of regions responsible for the function of the plant K+ channels KAT1 and AKT2 in Saccharomyces cerevisiae and Xenopus laevis oocytes2017

    • 著者名/発表者名
      Saito Shunya、Hoshi Naomi、Zulkifli Lalu、Widyastuti Sri、Goshima Shinobu、Dreyer Ingo、Uozumi Nobuyuki
    • 雑誌名

      Channels

      巻: 11 号: 6 ページ: 510-516

    • DOI

      10.1080/19336950.2017.1372066

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The topogenic function of S4 promotes membrane insertion of the voltage-sensor domain in the KvAP channel2016

    • 著者名/発表者名
      Eriko Mishima, Yoko Sato, Kei Nanatani, Naomi Hoshi, Jong-Kook Lee, Nina Schiller, Gunnar von Heijne, Masao Sakaguchi, Nobuyuki Uozumi
    • 雑誌名

      Biochem. J.

      巻: 473 号: 23 ページ: 4361-4372

    • DOI

      10.1042/bcj20160746

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Ca2+キナーゼの膜局在化に依存した植物のイオンチャネル活性制御2018

    • 著者名/発表者名
      齋藤俊也,浜本晋,魚住信之
    • 学会等名
      第13回トランスポーター研究会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dual lipidation on Ca2+-dependent kinases governs SLAC1-mediated stomatal closure2018

    • 著者名/発表者名
      Shunya Saito, Shin Hamamoto, Nobuyuki Uozumi
    • 学会等名
      International Symposium on Photosynthesis and Chloroplast Biogenesis 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CPK6キナーゼの膜局在化に依存した気孔閉鎖誘導チャネルSLAC1の調節2017

    • 著者名/発表者名
      齋藤俊也, 浜本晋, 内海俊彦, 守屋康子, 佐藤陽子, 野口寛人, 戸澤譲, 山内清司, 橋本研志, Joerg Kudla, 魚住信之
    • 学会等名
      第12回トランスポーター研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Regulation of plant Cl channels and role of bacterial K/Cs transporters2017

    • 著者名/発表者名
      Nobuyuki Uozumi
    • 学会等名
      CSRSセミナー
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体金属の吸収,排出,循環を司る微生物と植物の膜タンパク質2017

    • 著者名/発表者名
      魚住信之
    • 学会等名
      生体金属動態研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Lipidation of Arabidopsis CPK6 promotes the plasma membrane targeting and the stomata closure mediated by activation of SLAC1 in Arabidopsis guard cells2016

    • 著者名/発表者名
      Saito, S., Hamamoto, S., Sato, Y., Uozumi, N., Hashimoto, K., Kudla, J., Utsumi, T., Moriya, K., Tozawa, Y., and Yamauchi, S.
    • 学会等名
      International workshop on Plant Membrane Biology
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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