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栄養欠乏条件における植物細胞小胞輸送系の機能変換とその意義

研究課題

研究課題/領域番号 17J04003
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 応用分子細胞生物学
研究機関九州大学

研究代表者

小田 大和人  九州大学, 生物資源環境科学府, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード膜交通 / トランスゴルジネットワーク / タンパク質分解 / ショ糖欠乏 / 膜輸送
研究実績の概要

ショ糖欠乏にさらされたタバコ培養細胞では内在性のSYP41が減少することを明らかにした。また、これまでの解析でタバコ培養細胞をショ糖欠乏にさらすと、ペクチンの細胞壁蓄積が抑制されることを見出していたが、原因が合成停止によるか分解促進よるかは不明であった。そこで、ペクチンの構成糖の一つであるKDO及びそのアナログと、それのクリックケミストリーを用いた標識系を導入し、ペクチンのターンオーバー解析を行った。解析の結果、ショ糖存在下では既存の細胞壁ペクチンは5時間以上の時間をかけ新規ペクチンに置換された。ペクチンはゆっくりと合成と分解を受けている可能性が示唆された。その一方で、ショ糖欠乏下に置かれた細胞では、ほとんどの既存のペクチンが2時間以内に新規のペクチンに置換された。このことはショ糖存在条件に比べ、ショ糖欠乏条件ではペクチンの代謝がより速く生じている可能性を示していた。ペクチンの細胞壁蓄積が抑制される仕組みは、ペクチンの合成および分解速度の増加による可能性が示唆された。
さらに、ショ糖欠乏条件でオートファジーによりトランスゴルジネットワーク (TGN) 局在タンパク質の分解されること、および、それに伴う輸送の変化をまとめた論文が学術誌に掲載可となった。
TGN局在蛋白質分解がオートファジーによるものかをより詳細に解析するため、タバコ培養細胞のオートファジー関連遺伝子であるATG5及びATG7のノックダウンラインの作成を試みたが、作成には至らなかった。また、シロイヌナズナにおいても、ショ糖欠乏条件下でオートファジーによりTGN局在蛋白質が減少するかを解析するために、TGN局在蛋白質と蛍光蛋白質の融合蛋白質を発現するシロイヌナズナ、および、ATG5、ATG7が欠損したシロイヌナズナを入手し、掛け合わせを行った。掛け合わせ後、種子を入手できたものの種子は発芽、生育することができておらず、この解析は成功していない。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Sucrose starvation induces the degradation of proteins in trans-Golgi network and secretory vesicle cluster in tobacco BY-2 Cells2020

    • 著者名/発表者名
      Oda, Yamato; Asatsuma, Satoru; Nakasone, Hiroaki; Matsuoka, Ken
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: - 号: 8 ページ: 1652-1666

    • DOI

      10.1080/09168451.2020.1756736

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] タバコ BY-2 細胞において, TGN 及び SVC に局在するタンパク質はショ糖欠乏条件で分解される2020

    • 著者名/発表者名
      小田 大和人, 浅妻 悟, 仲宗根 弘晃, 松岡 健
    • 学会等名
      第61回日本植物整理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ショ糖飢餓はトランスゴルジネットワーク局在タンパク質の分解を促進し、ペクチンの分泌を妨げる2019

    • 著者名/発表者名
      小田 大和人, 浅妻 悟, 仲宗根 弘晃, Moses O Abiodun, 豊岡 公徳, 松岡 健
    • 学会等名
      第 8 回エンドメンブレンミーティング
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ショ糖飢餓はトランスゴルジネットワーク局在タンパク質の分解を促進しペクチンの分泌を妨げる2019

    • 著者名/発表者名
      小田 大和人, 浅妻 悟, 仲宗根 弘晃, Moses O Abiodun, 豊岡 公徳, 松岡 健
    • 学会等名
      第7回エンドメンブレンミーティング(JANPER2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ショ糖飢餓による TGN 局在タンパク質の分解2019

    • 著者名/発表者名
      小田 大和人, 浅妻 悟, 仲宗根 弘晃, Moses O Abiodun, 豊岡 公徳, 松岡 健
    • 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] Sucrose starvation induce the degradation of trans-Golgi network localized proteins and prevent the secretion of pectin from tobacco cells.2018

    • 著者名/発表者名
      Oda Yamato, Asatsuma Satoru, Nakasone Hiroaki, Moses O Abiodun, Toyooka Kiminori, Matsuoka Ken
    • 学会等名
      2018 Keystone Symposia Conference Z2: Selective Autophagy
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ショ糖飢餓はトランスゴルジネットワーク局在タンパク質の分解を促進しペクチンの分泌を妨げる2018

    • 著者名/発表者名
      小田 大和人, 浅妻 悟, 仲宗根 弘晃, Moses O Abiodun, 豊岡 公徳, 松岡 健
    • 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
  • [学会発表] Sucrose starvation induce the degradation of trans-Golgi network localized proteins and prevent the secretion of pectin2018

    • 著者名/発表者名
      小田 大和人, 浅妻 悟, 仲宗根 弘晃, Moses O Abiodun, 豊岡 公徳, 松岡 健
    • 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] Sucrose starvation induce the degradation of trans-Golgi network localized proteins and prevent the secretion of pectin from tobacco cells2018

    • 著者名/発表者名
      Oda Yamato, Asatsuma Satoru, Nakasone Hiroaki, Moses O Abiodun, Toyooka Kiminori, Matsuoka Ken
    • 学会等名
      KEYSTONE SYMPOSIA Selective Autophagy (Z2)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sucrose-starvation dependent decrease of trans -Golgi network-localized proteins and changes of the function of Golgi apparatus in tobacco cells2017

    • 著者名/発表者名
      Oda Yamato, Asatsuma Satoru, Nakasone Hiroaki, Moses O Abiodun, Toyooka Kiminori, Matsuoka Ken
    • 学会等名
      Plant Biology 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 栄養欠乏条件における、 植物細胞TGN局在蛋白質減少と それに伴う輸送物質の変化2017

    • 著者名/発表者名
      小田 大和人, 浅妻 悟, 仲宗根 弘晃, Moses O Abiodun, 豊岡 公徳, 松岡 健
    • 学会等名
      第6回エンドメンブレンミーティング
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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