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植物におけるNADH代謝調節によるストレス応答制御の包括的解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H05070
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 応用分子細胞生物学
研究機関近畿大学

研究代表者

重岡 成  近畿大学, 農学部, 教授 (80140341)

研究分担者 吉村 和也  中部大学, 応用生物学部, 准教授 (90379561)
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
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2018年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2017年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2016年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワードストレス応答 / レドックス制御 / Nudix hydrolase
研究成果の概要

植物は細胞内のレドックス状態の変化をシグナルとする多様なストレス防御応答機構を発達させている。本研究では、主要な還元物質であるNADH加水分解酵素、AtNUDX6および7による植物細胞内でのNADH代謝の生理的意義の解明を試みた。その結果、AtNUDX6および7の発現は組織特異的およびストレス種特異的に制御されており、両酵素による細胞内NADHレベルの調節は多くの遺伝子の発現制御を介して非生物的ストレス応答に関与していた。また、細胞内NADHレベルではなくAtNUDX6および7自身、もしくは他の因子との相互作用は生物的ストレス応答の制御に重要であり、AtNUDX6の相互作用因子を一つ同定した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

細胞内レドックス状態、すなわち酸化物質と還元物質レベルのバランスを適切に調節することは植物の様々な生理機能の発現に不可欠であるが、生物の主要な還元物質であるNADHのレドックス変化のシグナルとしての意義については現在までほとんど研究されていなかった。本研究により、植物だけでなく、生物界全般におけるNADH代謝やレドックス制御に関する基盤情報を得ることができた。得られた知見を利用することで、将来的には植物の環境ストレス耐性能の強化はもちろんのこと、エネルギー代謝系の制御や栄養素としてのナイアシンの高蓄積など、様々な有用形質を有する作物の分子育種技術に応用することができる。

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

    (43件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] The basic helix-loop-helix transcription factor, bHLH11 functions in the iron-uptake system in Arabidopsis thaliana.2019

    • 著者名/発表者名
      Tanabe N., Noshi M., Mori D., Nozawa K., Tamoi M. and Shigeoka S.
    • 雑誌名

      Journal of Plant Research

      巻: 132 号: 1 ページ: 93-105

    • DOI

      10.1007/s10265-018-1068-z

    • NAID

      40021808111

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sugar Transporter Protein 1 (STP1) contributes to regulation of the genes involved in shoot branching via carbon partitioning in Arabidopsis.2019

    • 著者名/発表者名
      Otori K., Tanabe N., Tamoi M.* and Shigeoka S.
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 83 号: 3 ページ: 472-481

    • DOI

      10.1080/09168451.2018.1550355

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modulation of the subcellular levels of redox cofactors by Nudix hydrolases in chloroplasts.2019

    • 著者名/発表者名
      Ogawa T, Yoshimura K.
    • 雑誌名

      Environmental and Experimental Botany

      巻: 161 ページ: 57-66

    • DOI

      10.1016/j.envexpbot.2018.11.002

    • NAID

      120007038034

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Clade Ib basic helix-loop-helix transcription factor, bHLH101, acts as a regulatory component in photo-oxidative stress responses.2018

    • 著者名/発表者名
      Noshi M., Tanabe N., Okamoto Y., Mori D., Ohme-Takagi M.,Tamoi M. and Shigeoka S.
    • 雑誌名

      Plant Science

      巻: 274 ページ: 101-108

    • DOI

      10.1016/j.plantsci.2018.05.012

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biosynthesis and regulation of ascorbic acid in plants.2018

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa T., Maruta T., Yoshimura K., Smirnoff N.
    • 雑誌名

      Antioxidants and Antioxidant Enzymes in Higher Plants. Gupta D., Palma J., Corpas F. (Eds.) Springer International Publishing

      巻: - ページ: 163-179

    • DOI

      10.1007/978-3-319-75088-0_8

    • ISBN
      9783319750873, 9783319750880
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Chemistry and metabolism of ascorbic acid in plants.2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura K., Ishikawa T.
    • 雑誌名

      Ascorbic Acid in Plant Growth, Development and Stress Tolerance. Hossain MA, Munne-Bosch S, Burritt DJ, Vivancos PD, Fujita M, Lorence A (Eds.)

      巻: - ページ: 1-23

    • DOI

      10.1007/978-3-319-74057-7_1

    • ISBN
      9783319740560, 9783319740577
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 葉緑体から核への直接的なH2O2シグナル輸送~逆行性シグナルとアスコルビン酸ペルオキシダーゼ~2018

    • 著者名/発表者名
      三冨弦、寺井佑介、吉村和也、石川孝博、丸田隆典
    • 雑誌名

      ビタミン

      巻: 印刷中

    • NAID

      130007628788

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] ジャスモン酸シグナル経路によるアスコルビン酸・グルタチオン生合成の制御~沈水後の再酸素化ストレスに応答した活性酸素消去系の活性化~2018

    • 著者名/発表者名
      﨑下絢子、田部記章、田茂井政宏、吉村和也、重岡成
    • 雑誌名

      ビタミン

      巻: 印刷中

    • NAID

      130007685192

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Biochemistry and Physiology of Vitamins in Euglena.2017

    • 著者名/発表者名
      Watanabe F., Yoshimura K., Shigeoka S.
    • 雑誌名

      Euglena: Biochemistry, Cell and Molecular Biology, Schwartzbach, S.D. and Shigeoka, S. (Eds.), Advances in Experimental Medicine and Biology

      巻: 979 ページ: 65-85

    • DOI

      10.1007/978-3-319-54910-1_5

    • ISBN
      9783319549088, 9783319549101
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 植物におけるトリニトロトルエン毒性 ~モノデヒドロアスコルビン酸還元酵素の関与~2017

    • 著者名/発表者名
      寺井佑介、吉村和也、石川孝博、丸田隆典
    • 雑誌名

      ビタミン

      巻: 90 ページ: 366-368

    • NAID

      130007413119

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] デヒドロアスコルビン酸還元酵素の新たな役割 ~酸化型グルタチオンを介した細胞死誘導への寄与~2017

    • 著者名/発表者名
      寺井佑介、三冨弦、吉村和也、石川孝博、丸田隆典
    • 雑誌名

      ビタミン

      巻: 91 ページ: 660-662

    • NAID

      130007537598

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 植物Nudix hydrolaseファミリーの機能解析の進展—細胞内GDP-D-マンノースおよびNADH代謝制御の新たな役割—2016

    • 著者名/発表者名
      小川貴央、吉村和也、重岡成
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 88 号: 6 ページ: 752-755

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2016.880752

    • NAID

      40021054357

    • ISSN
      0037-1017
    • 年月日
      2016-12-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Activation of NADPH-recycling systems in leaves and roots of Arabidopsis thaliana under arsenic-induced stress conditions is accelerated by knock-out of Nudix hydrolase 19 (AtNUDX19) gene.2016

    • 著者名/発表者名
      Corpas F. J., Aguayo-Trinidad S., Ogawa T., Yoshimura K, and Shigeoka S.
    • 雑誌名

      Journal of Plant Physiology

      巻: 192 ページ: 81-89

    • DOI

      10.1016/j.jplph.2016.01.010

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Modulation of NADH Levels by Arabidopsis Nudix Hydrolases, AtNUDX6 and 7, and the Respective Proteins Themselves Play Distinct Roles in the Regulation of Various Cellular Responses Involved in Biotic/Abiotic Stresses.2016

    • 著者名/発表者名
      Ogawa T., Muramoto K., Takada R., Nakagawa S., Shigeoka S. and Yoshimura K.
    • 雑誌名

      Plant & Cell Physiology

      巻: 57 号: 6 ページ: 1295-1308

    • DOI

      10.1093/pcp/pcw078

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Loss-of-function of an Arabidopsis NADPH pyrophosphohydrolase, AtNUDX19, impacts on the pyridine nucleotides status and confers photooxidative stress tolerance.2016

    • 著者名/発表者名
      Maruta T., Ogawa T., Tsujimura M., Ikemoto K., Yoshida T., Takahashi H., Yoshimura K., and Shigeoka S.
    • 雑誌名

      SCIENTIFIC REPORTS

      巻: - 号: 1

    • DOI

      10.1038/srep37432

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 鉄取り込みを負に制御するシロイヌナズナ bHLH11 の転写機構の解析2019

    • 著者名/発表者名
      野澤昂太郎、田部記章、田茂井政宏、重岡 成
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 葉緑体型アスコルビン酸ペルオキシダーゼ遺伝子 (APXII)の選択的スプライシング制御因子の解析2019

    • 著者名/発表者名
      大原晨亜、田部記章、吉村和也、田茂井政宏、重岡 成
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 植物におけるフラビン代謝制御に関する新規転写因子の探索2019

    • 著者名/発表者名
      難波純也、丸田隆典、石川孝博、吉村和也、重岡 成、小川貴央
    • 学会等名
      第60回 日本植物生理学会 年会 名古屋大学
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 植物におけるフラビン輸送に関与する新規因子の同定と解析2019

    • 著者名/発表者名
      菊池円架,杉本琢隼,原田美帆,丸田隆典,石川孝博,吉村和也,重岡成,小川貴央
    • 学会等名
      第60回 日本植物生理学会 年会 名古屋大学
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アスコルビン酸ペルオキシダーゼ(APXII)遺伝子の選択的スプライシングに関与する制御因子の解析2018

    • 著者名/発表者名
      大原晨亜、田部記章、吉村和也、田茂井政宏、重岡 成
    • 学会等名
      ユーグレナ研究会第34回研究集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 植物のフラビン化合物輸送に関与する新規因子の探索2018

    • 著者名/発表者名
      菊池円架、難波純也、丸田隆典、石川孝博、吉村和也、重岡 成、小川貴央
    • 学会等名
      日本ビタミン学会第70回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 強光によるアスコルビン酸プールサイズの制御には光合成電子伝達系を介したシグナルが重要である2018

    • 著者名/発表者名
      石川孝博、丸田隆典、小川貴央、吉村和也、瀬古友梨恵、重岡 成、Mike Page、Nicholas Smirnoff
    • 学会等名
      日本ビタミン学会第70回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナRNA結合タンパク質は葉緑体型アスコルビン酸ペルオキシダーゼ遺伝子の選択的スプライシングを制御する2018

    • 著者名/発表者名
      大原晨亜、田部記章、田茂井政宏、吉村和也、重岡成
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] 植物におけるフラビン代謝制御に関与する新規因子の同定と解析2018

    • 著者名/発表者名
      菊池円架、難波純也、丸田隆典、石川孝博、吉村和也、重岡 成、小川貴央
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] アスコルビン酸生合成主要因子VTC2の発現を調節する転写因子の機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      﨑下絢子、中川泰斗、田部記章、田茂井政宏、重岡 成
    • 学会等名
      日本農芸化学会 2018年度大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ユーグレナにおけるNuxix hydrolaseファミリーの機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      鈴置友伽、瀧下龍之助、小川貴央、石川孝博、吉村和也
    • 学会等名
      日本農芸化学会 2018年度大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナNADH加水分解酵素(ATNUDX6)による生物的ストレス応答制御に関与する相互作用因子の同定と機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      吉村和也、中川奨也、小川貴央、田部記章、田茂井政宏、重岡成
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 発表場所
      京都女子大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2017-03-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 葉緑体型APXIIの選択的スプライシング制御因子の同定2017

    • 著者名/発表者名
      田部記章、大原晨亜、吉村和也、田茂井政宏、重岡成
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 発表場所
      京都女子大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2017-03-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] NPR1依存的 SA シグナル経路の制御に関与 するシロイヌナズナ Nudix hydrolase 6 (AtNUDX6)の相互作用因子の同定および 機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      中川奨也、小川貴央、田部記章、田茂井政宏、吉村和也、重岡成
    • 学会等名
      第58回日本植物生理学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2017-03-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 植物のアスコルビン酸生合成律速酵素 VTC2 の光応答制御因子の同定2017

    • 著者名/発表者名
      吉村和也、松原龍之介、竹尾香捺子、崎山佳祐、石川孝博
    • 学会等名
      第58回日本植物生理学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 葉緑体型 APX 遺伝子の選択的スプライシングを制御するトランス因子の同定2017

    • 著者名/発表者名
      田部記章、大原晨亜、吉村和也、田茂井政宏、重岡成
    • 学会等名
      第58回日本植物生理学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Light regulation of VTC2 gene encoding GDP-L-galactose phosphorylase, a key enzyme for ascorbate biosynthesis in Arabidopsis.2017

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Sakiyama, Kazuya Yoshimura, Takanori Maruta, Takahisa Ogawa, Mike Page, Nicholas Smirnoff, Takahiro Ishikawa
    • 学会等名
      International Symposium on Plant Photobiology (ISPP)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シロイヌナズナNADH加水分解酵素,AtNUDX6および7の相互作用因子の探索と機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      野津昌史、丸田隆典、石川孝博、澤 嘉弘、吉村和也、重岡 成、小川貴央
    • 学会等名
      第40回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ユーグレナNuxix hydrolase ファミリーの酵素学的性質の解析2017

    • 著者名/発表者名
      鈴置友伽、瀧下龍之助、小川貴央、石川孝博、吉村和也
    • 学会等名
      ユーグレナ研究会第33回研究集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 葉緑体型APX 遺伝子の選択的スプライシング制御因子の解析2017

    • 著者名/発表者名
      大原晨亜、内藤沙耶、田部記章、吉村和也、田茂井政宏、重岡成
    • 学会等名
      ユーグレナ研究会第33回研究集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 植物のアスコルビン酸生合成律速酵素VTC2の発現制御因子の同定2017

    • 著者名/発表者名
      松原龍之介、竹尾香捺子、崎山佳祐、石川孝博、吉村和也
    • 学会等名
      日本ビタミン学会 第69回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナNADH加水分解酵素(AtNUDX6)の生物的ストレス応答制御に関与する相互作用因子の同定と機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      中川奨也、野津昌史、小川貴央、吉村和也、重岡 成
    • 学会等名
      日本ビタミン学会 第69回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 植物のフラビン代謝制御に関与する新規因子の探索2017

    • 著者名/発表者名
      菊池円架、難波純也、小川貴央、丸田隆典、石川孝博、吉村和也、重岡 成
    • 学会等名
      日本ビタミン学会 第69回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] アスコルビン酸ペルオキシダーゼ遺伝子発現の転写後調節因子の同定2017

    • 著者名/発表者名
      大原晨亜、田部記章、吉村和也、田茂井政宏、重岡 成
    • 学会等名
      日本ビタミン学会 第69回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 植物のフラビン代謝制御に関与する新規因子の同定と機能解析2016

    • 著者名/発表者名
      小川貴央、菊池円架、吉村和也、石川孝博、重岡成
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-12-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナNADH加水分解酵素(ATNUDX6および7)の相互作用因子の探索と機能解析2016

    • 著者名/発表者名
      中川奨也、小川貴央、吉村和也、重岡成
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナNADH加水分解酵素の生物的/非生物的ストレス応答機構の解析2016

    • 著者名/発表者名
      中川奨也、小川貴央、吉村和也、重岡成
    • 学会等名
      日本ビタミン学会第68回大会
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県富山市)
    • 年月日
      2016-06-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 植物におけるアスコルビン酸最大蓄積量の制限要因2016

    • 著者名/発表者名
      伊藤史帆、大北由佳、重岡成、吉村和也
    • 学会等名
      日本ビタミン学会第68回大会
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県富山市)
    • 年月日
      2016-06-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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