ザゼンソウの発熱現象における新規UCP分子の機能解析

• 研究課題/領域番号: 18380196
• 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: 応用分子細胞生物学
• 研究機関: 岩手大学
• 研究代表者: 伊藤 菊一 岩手大学, 農学部, 教授 (50232434)
• 研究分担者: 吉川 信幸 岩手大学, 農学部, 教授 (40191556)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 17,020千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 2,520千円); 2008年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2007年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2006年度: 6,100千円 (直接経費: 6,100千円)
• キーワード: 発熱植物 / 呼吸 / ミトコンドリア / 脱共役活性 / シアン耐性経路 / ザゼンソウ / 植物の熱産生 / 脱共役蛋白質 / ユビキノン / シアン耐性呼吸酵素 / 肉穂花序 / ウイルス感染 / 呼吸制御 / 脱共役タンパク質 / SfUCPB

研究概要

わが国の寒冷地に自生するザゼンソウは氷点下を含む外気温の変動にも関わらず発熱によりその花器の体温をほぼ一定に維持することができる発熱植物である。本研究においては、ザゼンソウの発熱現象にミトコンドリアにおける脱共役蛋白質(UCP)がシアン耐性呼吸酵素(AOX)とともに機能していることを明らかにすることができた。本研究の成果は、ザゼンソウのみならずハス等の他の発熱植物の熱産生メカニズムの理解にも大きく貢献するものと考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] In vivo redox state of the ubiquinone pool in the spadices of the thermogenic skunk cabbage, Symplocarpus renifolius (2009)
  • 著者名/発表者名: Kamata, T., Matsukawa, K., Kakizaki, Y., and Ito, K.
  • 雑誌名: Journal of Plant Research (in press)
  • NAID: 10027217071
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two Cys or not two Cys, that is the question? Alternative oxidase in the thermogenic Nelumbo nucifera (2009)
  • 著者名/発表者名: Nicole, G., Onda, Y., Kakizaki, Y.,Ito, K.,Watling, J. and Sharon, R.
  • 雑誌名: Plant Physiology (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional expression of plant alternative oxidase decreases antimycin A-induced reactive oxygen species production in human cells (2009)
  • 著者名/発表者名: Matsukawa, K., Kamata, T., and Ito, K.
  • 雑誌名: FEBS Letters 583 ページ: 148-152
  • 査読あり
• [雑誌論文] Apple latent spherical virus vectors for reliable and effective virus-induced gene silencing among a broad range of plants including tobacco, tomato, Arabidopsis thaliana, cucurbits, and legumes (2009)
  • 著者名/発表者名: Igarashi, A., Yamagata, K., Sugai, T., Takahashi, Y., Sugawara, E., Tamura, A., Yaegashi, H., Yamagishi, N., Takahashi, T., Isogai, H., and Yoshikawa, N.
  • 雑誌名: Virology 386 ページ: 407-416
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two Cys or not two Cys, that is the Question? Alternative oxidase in the thermogenic Nelumbo nucifera (2009)
  • 著者名/発表者名: Nicole, G., Onda, Y., Kakizaki, Y., Ito, K., Watling, J. and Sharon, R.
  • 雑誌名: Plant Physiology (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo redox state of the ubiquinone pool in the spadices of the thermogenic skunk cabbage, Sygplocarpus rehifolius (2009)
  • 著者名/発表者名: Kamata, T., Matsukawa, K., Kakizaki, Y. and Ito. K.
  • 雑誌名: Journal of Plant Research (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Apple latent spherical virus vectors for reliable and effective virus-induced gene silencing among a broad range of plants including tobacco, tomato, Arabidopsis thaliana, cucurliits, and legumes (2009)
  • 著者名/発表者名: Igarashi, A., Yamagata, K., Sugai, T. Takahashi, Y., Sugawara, E., Tamura, A. Yaegashi, H., Yamagishi N., Takahashi, T., Isogai, M., and Yoshikawa, N.
  • 雑誌名: FEBS Letters 386 ページ: 407-416
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional coexpression of the mitochondrial alternative oxidase and uncoupling protein underlies thermoregulation in the thermogenic florets of skunk cabbage (2008)
  • 著者名/発表者名: Onda, Y. Kato, Y. Abe, Y. Ito, T.Morohashi, M. Ito, Y. Ichikawa, M., Matsukawa, K. Kakizaki, Y. Koiwa, H., and Ito, K.
  • 雑誌名: Plant Physiology 146 ページ: 636-645
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional coexpression of the mitochondrial alternative oxidase and uncoupling protein underlies thermoregulation in the thermogenic florets of skunk cabbage. (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Onda, Y. Kato, Y. Abe, T. lto, M. Morohashi, Y. Ito, M. Ichikawa, K. Matsukawa, Y. Kakizaki, H. Koiwa, K. Ito
  • 雑誌名: Plant Physiology 146 ページ: 636-645
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pyruvate-sensitive AOX exists as a non-covalently associated dimer in the homeothermic spadix of the skunk cabbage, Symplocarpus renifolius (2007)
  • 著者名/発表者名: Onda,Y., Kato, Y., Abe, Y., Ito, T., Ito-Inaba, Y., Morohashi, M., Ito, Y., Ichikawa, M., Matsukawa, K., Otsuka, M. Koiwa, H., and K. Ito.
  • 雑誌名: FEBS Letters 581 ページ: 5852-5825
  • 査読あり
• [雑誌論文] 発熱する植物たち-サーモカメラが捉えた発熱現象- (2007)
  • 著者名/発表者名: 恩田義彦, 伊藤菊一
  • 雑誌名: バイオサイエンスとインダストリー 11 ページ: 8-9
  • NAID: 10019803352
• [雑誌論文] The combinations of the two amino acids(Ala40 and Phe75 or Ser40 and Tyr75)in the coat protein of apple chlorotic leaf spot virus are crucial for infectivity (2007)
  • 著者名/発表者名: Yaegashi, H.,Isogai, M., Tajima, H., Sano, T., and Yoshikawa, N.
  • 雑誌名: Journal of General Virology 89 ページ: 2611-2618
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of spatial distribution of two virus populations differently labeled with cyan and yellow fluorescent proteins in co-infected plants (2007)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, T.,Sugawara, T., Yamatsuta, T., Isogai, M., Natsuaki, T., and Yoshikawa, N.
  • 雑誌名: Phytopathology 97 ページ: 1200-1206
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cheravirus and Sadwavirus : two unassigned genera of plant positivesense single-stranded RNA viruses formerly considered atypical members of the genus Nepovirus(family Comoviridae) (2007)
  • 著者名/発表者名: Le Gall, O., Sanfacon, H., Ikegami, M., Iwanami, T.,Jones, T., Karasev, A., Lehto, K., Wellink, J., Wetzel, T., and Yoshikawa, N.
  • 雑誌名: Archives of Virology 152 ページ: 1767-1774
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of virus-induced gene silencing in tobacco plants infected with Apple latent spherical virus (2007)
  • 著者名/発表者名: Yaegashi, H.,Yamatsuta, T., Takahashi, T.,Li, C., Isogai, M., Kobori, T., Ohki, S., and Yoshikawa, N.
  • 雑誌名: Archives of Virology 152 ページ: 1839-184
  • 査読あり
• [雑誌論文] The multifunctional roles of Apple chlorotic leaf spot virus 50KP movement protein (2007)
  • 著者名/発表者名: Isogai, M., Yaegashi, H., and Yoshikawa, N.
  • 雑誌名: Plant viruses 1 ページ: 135-141
  • NAID: 120002647928
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pyruvate-sensitive AOX exists as a non-covalently associated dimer in the homeothermic spadix of the skunk cabbage, Symplocarpus renifo-lius. (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Onda, Y. Kato, Y. Abe, T. Ito, Y. Ito-lnaba, M. Morohashi, Y. Ito, M. Ichikawa, K. Matsukawa, M. Otsuka, H. Koiwa, K. Ito
  • 雑誌名: FEBS Letters 581 ページ: 5852-5858
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modeling of the thermoregulation system in the skunk cabbage: Sym-plocarpus foetidus (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Takahashi, T. Itc, T. Endo, S. Chiba, K. Ito, H. Oasada
  • 雑誌名: Physical Review E 76
  • NAID: 120005478529
  • 査読あり
• [雑誌論文] 発熱する植物たち -サーモカメラが捉えた発熱現象- (2007)
  • 著者名/発表者名: 恩田義彦, 伊藤菊一
  • 雑誌名: バイオサイエンスとインダストリー 11 ページ: 89-89
  • NAID: 10019803352
• [雑誌論文] The combinations of the two amino acids(Ala40 and Phe75 or Ser40 and Tyr75)in the coat protein of apple chlorotic leaf spot virus are crucial for infectivity. (2007)
  • 著者名/発表者名: Yaegashi, H., Isogai, M., Tajima, H., Sano, T., and Yoshikawa, N.
  • 雑誌名: J. Gen. Virol. 89 ページ: 2611-2618
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of spatial distribution of two virus populations differently labeled with cyan and yellow fluorescent proteins in co-infected plants. (2007)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, T., Sugawara, T., Yamatsuta, T., Isogai, M., Natsuaki, T., and Yoshikawa, N.
  • 雑誌名: Phytopathology 97 ページ: 1200-1206
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cheravirusand Sadwavirus: two unassigned genera of plant positive-sense single-stranded RNA viruses formerly considered atypical members of the genus Nepovirus(family Comoviridae). (2007)
  • 著者名/発表者名: Le Gall, O., Sanfacon, H., Ikegami, M., Iwanami, T., Jones, T., Karasev, A., Lehto, K., Wellink, J., Wetzel, T., and Yoshikawa, N
  • 雑誌名: Arch. Virol. 152 ページ: 1767-1774
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of virus-induced gene silencing in tobacco plants infected with Apple latent spherical virus. (2007)
  • 著者名/発表者名: Yaegashi, H., Yamatsuta, T., Takahashi, T., Li, C., Isogai, M., Kobori, T., Ohki, S., and Yoshikawa, N.
  • 雑誌名: Arch. Virol. 152 ページ: 1839-1849
  • 査読あり
• [雑誌論文] The multifunctional roles of Apple chlorotic leaf spot virus 50KP movement protein. (2007)
  • 著者名/発表者名: Isogai, M., Yaegashi, H., and Yoshikawa, N.
  • 雑誌名: Plant viruses 1 ページ: 135-141
  • NAID: 120002647928
  • 査読あり
• [雑誌論文] 発熱植物ザゼンソウに見出された非線形体温制御システム (2007)
  • 著者名/発表者名: 伊藤孝徳, 伊藤菊一
  • 雑誌名: ブレインテクノニュース 119 ページ: 1-8
• [雑誌論文] Functional analysis of skunk cabbage SfUCPB, a unique uncoupling protein lacking the fifth transmembrane domain, in yeast cells (2006)
  • 著者名/発表者名: Ito, K., Matsukawa, K., and Kato, Y.
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 349 ページ: 383-390
  • 査読あり
• [雑誌論文] ザゼンソウの発熱制御システム (2006)
  • 著者名/発表者名: 伊藤孝徳, 伊東靖子, 伊藤菊一
  • 雑誌名: 化学と生物 44 ページ: 225-232
  • NAID: 10017316773
• [雑誌論文] Functional analysis of skunk cabbage SfUCPB, a unique uncoupling protein lacking the fifth transmembrane domain, in yeast cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ito, K., Matsukawa, K., Kato, Y.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Comm. 349 ページ: 383-390
• [雑誌論文] リンゴ小球形潜在ウイルスの感染・移行とRNAサイレンシングの誘導 (2006)
  • 著者名/発表者名: 吉川信幸, 山蔦 翼, 佐々木伸浩, 五十嵐亜紀, 山形広輔, 八重樫 元, 高橋 翼, 磯貝雅道
  • 雑誌名: 植物感染生理談話会論文集 42 ページ: 107-116
• [学会発表] ガラクトース培地で培養した哺乳動物細胞におけるアンチマイシンAによって生じる活性酸素は、シアン耐性呼吸酵素の機能的発現により軽減できる (2008)
  • 著者名/発表者名: 松川和重, 伊藤菊一
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会(BMB2008)
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2008-12-11
• [学会発表] ガラクトース培地で培養した哺乳動物細胞におけるアンチマイシンAによって生じる活性酸素は、シアン耐性呼吸酵素の機能的発現により軽減できる (2008)
  • 著者名/発表者名: 松川和重, 伊藤菊一
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2008-12-10
• [学会発表] Mitochondrial cyanide-resIstant respiratory pathway alleviates generation of reactive oxygen species by complex HI inhibitor, antimycin A, in human cells (2008)
  • 著者名/発表者名: Matsukawa, K., Kamata, T., and Ito, K.
  • 学会等名: First International AOX Symposium
  • 発表場所: Evora, Portugal
  • 年月日: 2008-10-26
• [学会発表] Mitochondrial cyanide-resistant respiratory pathway alleviates generation of reactive oxygen species by complex III inhibitor, antimycin A, in human cells (2008)
  • 著者名/発表者名: Matsukawa, K., Kamata, T., and Ito, K.
  • 学会等名: First International AOX Symposium, Evora
  • 発表場所: Portugal
  • 年月日: 2008-10-22
• [学会発表] The co-expression of the mitochondrial SfAOX and SfUCPb genes underlies the mechanism of homeothermic regulation in thermogenic florets of the skunk cabbage, Symplocarpus foetidus (2007)
  • 著者名/発表者名: Onda, Y., and Ito, K.
  • 学会等名: 8th International Plant Cold Hardiness Seminar
  • 発表場所: Saskatoon, Canada
  • 年月日: 2007-08-05
• [学会発表] 寒冷環境におけるザゼンソウの発熱制御システム (2007)
  • 著者名/発表者名: 伊藤菊一
  • 学会等名: 平成19年度日本生物工学会北日本支部仙台シンポジウム「生物のユニークな環境適応戦略-その分子機構と応用ポテンシャル-」
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2007-07-19
• [学会発表] 寒冷環境におけるザゼンソウの発熱制御システム (2007)
  • 著者名/発表者名: 伊藤菊一
  • 学会等名: 平成19年度日本生物工学会北日本支部仙台シンポジウム「生物のユニークな環境適応戦略 -その分子機構と応用ポテンシャル-」
  • 発表場所: 仙台市戦災復興記念館
  • 年月日: 2007-07-19
• [学会発表] Thermoregulation system in the skunk cabbage, Symplocarpus foetidus (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Takahashi, T. Ito, T. Endo, S. Chiba, K. Ito, H. Oasada
  • 学会等名: Dynamics Days Europe 2007
  • 発表場所: Loughborough University, UK
• [学会発表] The co-expression of the mitochondrial SfAOX and SfUCPb genes underlies the mechanism of homeothermic regulation in thermogenic florets of the skunk cabbage, Symplocarpus foetidus. (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Onda, K. Ito
  • 学会等名: 8th International Plant Cold Hardiness Seminar
  • 発表場所: University of Saskatoon, Canada
• [図書] 植物まるかじり叢書 (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊藤菊一
  • 出版者: 花はなぜ咲くの?
• [図書] 花はなぜ咲くの? 植物まるかじり叢書 (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊藤菊一(分担執筆)
  • 総ページ数: 2
  • 出版者: 化学同人
• [備考] 伊藤菊一第2回ザゼンソウシンポジウム演題 : ザゼンソウの発熱現象 -基礎から応用まで-2009年2月28日,今津
• [備考] 伊藤菊一第1回ザゼンソウシンポジウム演題 : 発熱植物ザゼンソウの不思議2008年2月28日,今津
• [備考]
  • URL: http://news7al.atm.iwate-u.ac.jp/zazensou/main/achievement.html