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葉の窒素代謝ネットワークの転写後制御の解明とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 17K07691
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 植物栄養学・土壌学
研究機関北海道大学

研究代表者

高林 厚史  北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (90546417)

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
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード植物の窒素同化 / 植物の窒素代謝 / 窒素同化 / アミノ酸代謝 / 窒素代謝 / 植物 / 葉緑体 / 栄養学
研究成果の概要

本研究ではACR11を介した植物の窒素同化経路の制御機構の解明を目指し研究を行った。ACR11欠損変異株を異なる生育条件で比較したところ、生育遅延の程度は異なるものの、欠損株特有の遊離アミノ酸プロファイルは比較的安定して観察された。このことから、生育遅延の表現型は二次的なものであると考えられた。次に、ACR11欠損株とASN2、AspAT3、GDH1/2との多重欠損株を調べた結果、ASN2は欠損株でGlnからAsnへの転換に寄与していた。一方、ACR11とGS/GOGAT以外の酵素との直接相互作用は見られなかった。現在はACR11が葉緑体からのアミノ酸輸送に関与する可能性について検証している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、植物の窒素同化経路のACR11を介した制御について研究した。複数のアプローチを用いた検証を行ったものの、GS/GOGAT以外の酵素とACR11との直接の相互作用を示すことはできなかったた。そのため現在では、ACR11がGS/GOGAT以外の酵素を直接制御している可能性は低いと考えている。一方で、いくつかの実験結果から、ACR11はGS/GOGATサイクルを制御しているだけではなく、葉緑体から細胞質へのアミノ酸輸送に関与しているとの仮説にたどり着いた。現在はその検証を行っている。

報告書

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

    (8件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Formation of a PSI-PSII megacomplex containing LHCSR and PsbS in the moss Physcomitrella patens2019

    • 著者名/発表者名
      Furukawa, R., Aso M, Fujita, T., Akimoto, S., Tanaka, R., Tanaka, A., Yokono, M., and Takabayashi, A.
    • 雑誌名

      Journal of Plant Research

      巻: 132 号: 6 ページ: 867-880

    • DOI

      10.1007/s10265-019-01138-2

    • NAID

      120006941693

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Horizontal Transfer of Promiscuous Activity from Nonphotosynthetic Bacteria Contributed to Evolution of Chlorophyll Degradation Pathway2019

    • 著者名/発表者名
      Obata Daichi、Takabayashi Atsushi、Tanaka Ryouichi、Tanaka Ayumi、Ito Hisashi
    • 雑誌名

      Molecular Biology and Evolution

      巻: 36 号: 12 ページ: 2830-2841

    • DOI

      10.1093/molbev/msz193

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The PSI-PSII megacomplex in green plants.2019

    • 著者名/発表者名
      Yokono M, Takabayashi A, Kishimoto J, Fujita T, Iwai M, Murakami A, Akimoto S, Tanaka A.
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol.

      巻: 印刷中 号: 5 ページ: 1098-1108

    • DOI

      10.1093/pcp/pcz026

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Regulation of excitation energy in Nannochloropsis photosystem II2019

    • 著者名/発表者名
      Yokono M, Umetani I, Takabayashi A, Akimoto S, Tanaka A.
    • 雑誌名

      Photosynth. Res.

      巻: 139 号: 1-3 ページ: 155-161

    • DOI

      10.1007/s11120-018-0510-3

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Evidence of the supercomplex organization of photosystem II and light-harvesting complexes in Nannochloropsis granulata.2018

    • 著者名/発表者名
      Umetani I, Kunugi M, Yokono M, Takabayashi A, Tanaka A.
    • 雑誌名

      Photosynth. Res.

      巻: 136 号: 1 ページ: 49-61

    • DOI

      10.1007/s11120-017-0438-z

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Deficiency of the Stroma-Lamellar Protein LIL8/PSB33 Affects Energy Transfer Around PSI in Arabidopsis2017

    • 著者名/発表者名
      Kato Yukako、Yokono Makio、Akimoto Seiji、Takabayashi Atsushi、Tanaka Ayumi、Tanaka Ryouichi
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 58 号: 11 ページ: 2026-2039

    • DOI

      10.1093/pcp/pcx124

    • NAID

      120006533129

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ブルーネイティブ電気泳動を用いた光合成生物タンパク質複合体の網羅的解析2017

    • 著者名/発表者名
      高林厚史
    • 学会等名
      第68回日本電気泳動学会総会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 生物適応研究室

    • URL

      http://www.lowtem.hokudai.ac.jp/plantadapt/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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