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タンパク質リン酸化修飾を介した光屈性制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17H03694
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 植物分子・生理科学
研究機関新潟大学

研究代表者

酒井 達也  新潟大学, 自然科学系, 教授 (10360554)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2019年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2017年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
キーワード光屈性 / フォトトロピン / タンパク質リン酸化 / シグナル伝達 / 光寛容 / 光環境応答 / リン酸化解析 / 植物 / リン酸化修飾 / 光シグナル伝達 / 光シグナルリング
研究成果の概要

植物は光源方向を認識し、成長方向を調節する光屈性を示す。光屈性はフォトトロピン青色光受容体が誘導する成長反応であることが明らかになっているが、その下流で働くシグナル伝達経路は理解が進んでいない。本研究はフォトトロピンシグナル伝達経路を理解するために、シグナル伝達活性化におけるタンパク質リン酸化調節に焦点を絞り研究を行った。その結果、phot1 青色光受容体、アダプタータンパク質 RPT2 及び NPH3 、それぞれのリン酸化を介した機能調節の仕組みを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

植物の芽生えは光照射側と陰側の光強度の差を認識し、光源方向に向けて地上部が成長する光屈性を示す。光屈性を誘導する光センサーシステムのダイナミックレンジは幅広いことが知られている。本研究で明らかになった知見は、タンパク質リン酸化調節を介したフォトトロピンシグナル伝達の強度調節であり、新たな光寛容システムの発見となった。本研究テーマは、光屈性におけるフォトトロピン分子機能の理解と発見を通じて、動くことができない植物が持っている柔軟かつ堅牢な光環境適応能力を学ぶともに、将来、分子デバイスとして光遺伝学等のバイオテクノロジー分野のツール開発に貢献することが期待される。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件)

  • [国際共同研究] University of Glasgow(英国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Glasgow(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Arabidopsis ROOT PHOTOTROPISM2 is a Light-Dependent Dynamic Modulator of Phototropin1.2020

    • 著者名/発表者名
      Taro Kimura, Tomoko Tsuchida-Mayama, Hirotatsu Imai, Koji Okajima, Kosuke Ito, and Tatsuya Sakai
    • 雑誌名

      The Plant Cell

      巻: 32 号: 6 ページ: 2004-2019

    • DOI

      10.1105/tpc.19.00926

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-fluence blue light-induced phosphorylation of Zmphot1 mediates the first positive phototropism.2019

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Suzuki, Tomokazu Koshiba, Chiharu Fujita, Yoshio Yamauchi, Taro Kimura, Toshiaki Isobe, Tatsuya Sakai, Masato Taoka and Takashi Okamoto
    • 雑誌名

      J. Exp. Bot.

      巻: 70 号: 20 ページ: 5929-5941

    • DOI

      10.1093/jxb/erz344

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] De-etiolation Enhances Phototropism by Modulating NON-PHOTOTROPIC HYPOCOTYL 3 Phosphorylation Status2019

    • 著者名/発表者名
      Sullivan Stuart、Kharshiing Eros、Laird Janet、Sakai Tatsuya、Christie John
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: 印刷中 号: 2 ページ: 1119-1131

    • DOI

      10.1104/pp.19.00206

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] シロイヌナズナ黄化芽生え胚軸光屈性におけるNPH3脱リン酸化の意義2020

    • 著者名/発表者名
      木村太郎,芳賀健,野村有子,中神弘史,酒井達也
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 青色光に応じた葉柄運動におけるオーキシン輸送の多面的な役割2020

    • 著者名/発表者名
      大塚祐太,綿引雅昭,芳賀健,酒井達也,塚谷裕一
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナ胚軸光屈性において RPT2 が phot1 の光感受性を調節する仕組み2019

    • 著者名/発表者名
      木村太郎、間山(槌田)智子、酒井達也
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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