| 研究課題/領域番号 |
16K18668
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
植物栄養学・土壌学
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| 研究機関 | 東京農業大学 |
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研究代表者 |
齋藤 彰宏 東京農業大学, 応用生物科学部, 助教 (10610355)
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| 研究協力者 |
樋口 恭子
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
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| キーワード | ミトコンドリア / 葉緑体 / オートファジー / 液胞 / ミトコンドリア選択的オートファジー / 葉緑体選択的オートファジー / ニッケル / カドミウム / 重金属過剰 / 酸化ストレス / マイトファジー / クロロファジー / 重金属 / 環境適応 / オルガネラ |
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| 研究成果の概要 |
重金属のニッケル（Ni）を加えて生育させたタバコBY-2培養細胞には、Niを集積する小胞様酸性区画（NAVs）が多量に出現することを発見した。本研究ではこのNAVsの形成機構とその意義を明らかにした。解析の結果、NAVsはミトコンドリアを包み込んで分解するオートファジー（マイトファジー）であることが分かった。そこで生細胞のミトコンドリアを可視化するために蛍光タンパク質でミトコンドリアを標識したところ、Ni処理後にオートファジーを阻害すると、異常なミトコンドリア凝集体が出現することが分かった。これらのことからマイトファジーがNi耐性に対して重要な働きを持つことを植物で初めて明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ミトコンドリアは電子伝達鎖に鉄・銅といった遷移金属を多量に必要とする。このため、これらの遷移金属と競合するニッケルのような重金属がミトコンドリア内に蓄積すると、正常な電子伝達が阻害されて有害な活性酸素種を多量に発生する。私たちは、ニッケルを集積した「不良ミトコンドリア」を植物が直ちに認識し、他の構造とは別に選択的に液胞へ運んで除去する仕組みがあることを発見した。植物ではこれまで報告なかった「不良ミトコンドリア」の認識と除去に関わるオートファジーの分子機構の一端を解明し、オルガネラ品質管理能力を高めた新規の重金属耐性植物の作出につながる成果を得たと考えている。
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