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タペート崩壊での転写・活性酸素シグナルによる時空間的オートファジー制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K05562
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分38060:応用分子細胞生物学関連
研究機関公立諏訪東京理科大学

研究代表者

来須 孝光  公立諏訪東京理科大学, 工学部, 准教授 (50422499)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードオートファジー / 活性酸素種(ROS) / タペート層 / プログラム細胞死 / 花粉発達 / イネ / 転写ネットワーク / 葯分化 / タペート細胞
研究成果の概要

葯発達におけるRNAseq解析を実施した結果、オートファジーシステムが、タペート細胞のプログラム細胞死(PCD)制御に関連する転写因子群の発現、代謝ネットワーク、レドックスシグナルと密接に関連していることが明らかになった。一方、葯の各層の活性酸素種(ROS)の動態を可視化解析したところ、時期特異的なROSの一過的蓄積が観察され、タペート細胞のPCD制御に関連する転写因子EAT1およびROS生成酵素変異体では、ROS蓄積やオートファジー動態に異常が見られた。本研究により、イネ葯発達におけるレドックスシグナルとオートファジー、転写ネットワークの関連性が明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、葯発達や花粉への栄養供給細胞であるタペート細胞のPCD過程において、オートファジー誘導やレドックスシグナルの重要性に着目し、遺伝子発現・ROS蓄積を介した時空間的オートファジー制御機構の解明を進め、PCD進行過程におけるROSシグナルとオートファジー機構の生理的意義・重要性を明らかにすることが出来た。本成果は,栽培イネの花粉発達の新たな仕組みの解明だけでなく,将来的にオートファジー制御による作物の細胞内有害物質の低減化への活用が期待される。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 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 5件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] ヘルシンキ大学(フィンランド)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Cell Cycle-Dependence of Autophagic Activity and Inhibition of Autophagosome Formation at M Phase in Tobacco BY-2 Cells2020

    • 著者名/発表者名
      Hanamata Shigeru、Kurusu Takamitsu、Kuchitsu Kazuyuki
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 21 号: 23 ページ: 9166-9166

    • DOI

      10.3390/ijms21239166

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Impact of Autophagy on Gene Expression and Tapetal Programmed Cell Death During Pollen Development in Rice2020

    • 著者名/発表者名
      Hanamata Shigeru、Sawada Jumpei、Ono Seijiro、Ogawa Kazunori、Fukunaga Togo、Nonomura Ken-Ichi、Kimura Seisuke、Kurusu Takamitsu、Kuchitsu Kazuyuki
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 11 ページ: 172-172

    • DOI

      10.3389/fpls.2020.00172

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Monitoring autophagy in rice tapetal cells during pollen maturation2019

    • 著者名/発表者名
      Hanamata S., Sawada J., Toh B., Ono S., Ogawa K., Fukunaga T., Nonomura KI., Kurusu T., Kuchitsu K.
    • 雑誌名

      Plant Biotechnology

      巻: 36 号: 2 ページ: 99-105

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.19.0417a

    • NAID

      130007672670

    • ISSN
      1342-4580, 1347-6114
    • 年月日
      2019-06-25
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Essential roles of autophagy in metabolic regulation in endosperm development during rice seed maturation2019

    • 著者名/発表者名
      Sera Yuri、Hanamata Shigeru、Sakamoto Shingo、Ono Seijiro、Kaneko Kentaro、Mitsui Yuudai、Koyano Tomoko、Fujita Naoko、Sasou Ai、Masumura Takehiro、Saji Hikaru、Nonomura Ken-Ichi、Mitsuda Nobutaka、Mitsui Toshiaki、Kurusu Takamitsu、Kuchitsu Kazuyuki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 18544-18544

    • DOI

      10.1038/s41598-019-54361-1

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] イネの生殖過程におけるオートファジーの重要性2018

    • 著者名/発表者名
      来須 孝光、花俣 繁、瀬良 ゆり、朽津 和幸
    • 雑誌名

      植物科学の最前線

      巻: 9 号: A ページ: 29-35

    • DOI

      10.24480/bsj-review.9a5.00131

    • ISSN
      2432-9819
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] イネの花粉成熟・タペート細胞のプログラム細胞死におけるオートファジー・ROS生成酵素 Rbohの役割2021

    • 著者名/発表者名
      小川和准、澤田隼平、福永任吾、花俣繁、橋本研志、小野聖二郎、野々村賢一、木村成介、来須孝光、朽津和幸
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] イネの花粉成熟・種子登熟における オートファジーの役割とその制御機構2020

    • 著者名/発表者名
      小川和准、福永任吾、澤田隼平、瀬良ゆり、花俣繁、小野聖二郎、野々村賢一、木村成介、橋本 研志、来須孝光、朽津和幸
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] イネ葯タペート層のプログラム細胞死・花粉成熟におけるROS生成・オートファジーの役割2020

    • 著者名/発表者名
      来須孝光、花俣繁、澤田隼平、福永任吾、小川和准、小野聖二郎、賀屋秀隆、土岐精一、野々村賢一、朽津和幸
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] イネ葯タペート層のプログラム細胞死・花粉成熟におけるROS生成・オートファジーの役割2018

    • 著者名/発表者名
      来須孝光、澤田隼平、福永任吾、花俣繁、小野聖二郎、賀屋秀隆、土岐精一、野々村賢一、朽津和幸
    • 学会等名
      第36回日本植物細胞分子生物学会(金沢)大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] イネにおけるオートファジーと活性酸素シグナルネットワークの生理機能の解明2018

    • 著者名/発表者名
      来須孝光
    • 学会等名
      第36回日本植物細胞分子生物学会(金沢)大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Critical roles of autophagy and ROS in the regulation of tapetal programmed cell death in rice2018

    • 著者名/発表者名
      Kurusu T., Sawada J., Fukunaga T., Hanamata S., Ono S., Ogawa K., Kaya H., Toki S., Nonomura K.I, Kuchitsu K.
    • 学会等名
      Japan-Finland seminar 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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