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微小管を介した環境ストレス応答

研究課題

研究課題/領域番号 17H03698
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
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

橋本 隆  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (80180826)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2019年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2018年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2017年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワード植物 / 微小管 / 乾燥ストレス / チューブリン / リン酸化 / MAPキナーゼ / 浸透圧ストレス / ゼニゴケ / ストレス応答 / 乾燥 / ストレス / シロイヌナズナ / 活性化 / シグナル伝達 / 環境応答 / 細胞骨格
研究成果の概要

一部の藻類と陸上植物で進化したPHS1(Propyzamide-Hypersensitive 1)はチューブリンのリン酸化活性をもつキナーゼ領域とその活性を抑制するMAPキナーゼフォスファターゼ様領域を併せ持つハイブリッド酵素であり、浸透圧変化に応答して素早く活性化される。本研究では、主にin vitroでのPHS1活性化制御再構築実験によりPHS1の自己活性化機構に関与する可能性のあるアミノ酸残基の重要性を検証した。また、ゼニゴケの3つのMAPキナーゼ遺伝子の欠損変異株を用いることにより、PHS1のストレス応答性活性化にはMAPキナーゼは必要ないことを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

植物は環境変動や生物的ストレスに対して生育プログラムや代謝を恒常的に適応させている。環境ストレス応答は植物ホルモンやグローバルな遺伝子発現の変化をもたらすが、細胞骨格が関与するストレス応答の初期反応の分子機構は未解明の部分が多い。本研究成果はマイルドな乾燥ストレスが微小管再編成をもたらす分子機構に新たな知見をもたらしたものであり、作物や有用植物の乾燥適応戦略を深く理解し、乾燥ストレス下における高収量品種の育種につながると期待される。

報告書

(4件)
  • 2020 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 5件、 招待講演 4件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Basic Proline-Rich Protein-Mediated Microtubules Are Essential for Lobe Growth and Flattened Cell Geometry2019

    • 著者名/発表者名
      Wong Jeh Haur、Kato Takehide、Belteton Samuel A.、Shimizu Rie、Kinoshita Nene、Higaki Takumi、Sakumura Yuichi、Szymanski Daniel B.、Hashimoto Takashi
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: 181 号: 4 ページ: 1535-1551

    • DOI

      10.1104/pp.19.00811

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Directional cell expansion requires NIMA-related kinase 6 (NEK6)-mediated cortical microtubule destabilization2018

    • 著者名/発表者名
      Takatani S, Ozawa S, Yagi N, Hotta T, Hashimoto T, Takahashi Y, Takahashi T, Motose H
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1038/s41598-017-08453-5

    • NAID

      120006337929

    • 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
  • [雑誌論文] Insights into cortical microtubule nucleation and dynamics in Arabidopsis leaf cells2017

    • 著者名/発表者名
      Yagi Noriyoshi、Matsunaga Sachihiro、Hashimoto Takashi
    • 雑誌名

      Journal of Cell Science

      巻: 印刷中 号: 2

    • DOI

      10.1242/jcs.203778

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel Arabidopsis microtubule-associated proteins track growing microtubule ends.2017

    • 著者名/発表者名
      J.H. Wong, and T. Hashimoto
    • 雑誌名

      BMC Plant Biol.

      巻: 17 号: 1 ページ: 33-33

    • DOI

      10.1186/s12870-017-0987-5

    • 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 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Modification of growth anisotropy and cortical microtubule dynamics in Arabidopsis hypocotyls grown under microgravity conditions in space2017

    • 著者名/発表者名
      Soga K, Yamazaki C, Kamada M, Tanigawa N, Kasahara H, Yano S, Kojo KH, Kutsuna N, Kato T, Hashimoto T, Kotake T, Wakabayashi K, Hoson T
    • 雑誌名

      Phyiologia Plantarum

      巻: 162 号: 1 ページ: 135-144

    • DOI

      10.1111/ppl.12640

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Stress-induced microtubule depolymerization in Chlamydomonas reinhardtii2019

    • 著者名/発表者名
      Ng Lee Mei
    • 学会等名
      Plant Biology 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Marchantia Tubulin Kinase MpPHS1 is Essential for Morphological2019

    • 著者名/発表者名
      小牧 伸一郎
    • 学会等名
      Marchantia Workshop 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ストレス応答性微小管不安定化機構2019

    • 著者名/発表者名
      橋本 隆
    • 学会等名
      植物細胞骨格研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ゼニゴケPHS1は高浸透圧ストレスに応答した形態変化に必要である2019

    • 著者名/発表者名
      小牧 伸一郎
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Ancient stress-responses in the plant lineage employ acute microtubule disassembly2019

    • 著者名/発表者名
      橋本 隆
    • 学会等名
      KSPB Winter Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] BPP1ファミリー遺伝子の葉表皮細胞の形態形成への関与2019

    • 著者名/発表者名
      加藤 壮英
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Identification and Characterization of a Putative Borealin in Arabidopsis2019

    • 著者名/発表者名
      小牧 伸一郎
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Microtubule-mediated stress responses in plants2017

    • 著者名/発表者名
      橋本 隆
    • 学会等名
      Actin and Microtubule Cytoskeleton:Bridging Scales from Single Molecules to Tissues
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Microtubule-mediated stress responses in plants2017

    • 著者名/発表者名
      橋本 隆
    • 学会等名
      Plant Cell & Developmental Biology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Temporal remodeling of plant microtubule cytoskeleton by fluctuating stresses2017

    • 著者名/発表者名
      橋本 隆
    • 学会等名
      Plant Cell and Developmental Biology: Approaches to Multiscale Biosystems
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 植物細胞機能(橋本研)

    • URL

      https://bsw3.naist.hashimoto/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 植物細胞機能(橋本研究室)

    • URL

      https://bsw3.naist.jp/hashimoto/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 植物細胞機能(橋本研)

    • URL

      https://bsw3.naist.jp/hashimoto/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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