| 研究課題/領域番号 |
19H00934
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分38:農芸化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 大阪公立大学 (2022)
大阪府立大学 (2019-2021) |
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研究代表者 |
高野 順平 大阪公立大学, 大学院農学研究科, 教授 (70532472)
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| 研究分担者 |
高須賀 太一 北海道大学, 農学研究院, 准教授 (70748409)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
45,240千円 (直接経費: 34,800千円、間接経費: 10,440千円)
2022年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
2021年度: 10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円)
2020年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
2019年度: 13,520千円 (直接経費: 10,400千円、間接経費: 3,120千円)
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| キーワード | 輸送体 / 細胞内局在 / 小胞輸送 / 極性 / 植物栄養 / 偏在 / 膜交通 / ホウ素 / エンドサイトーシス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
植物は体内の様々な細胞に膜輸送体を発現させ、栄養の吸収・輸送や毒性物質の排出・隔離を行っている。その際、細胞の片側の細胞膜に輸送体を配置することで方向性を持った輸送を可能にしている。本研究の目的は、輸送体が根の各細胞で土壌および中心柱に面した側の細胞膜に偏在するメカニズムを理解することである。そのため、対照的な偏在性を示すホウ酸輸送体をモデルとし、細胞内小胞輸送の方向決定メカニズムを中心に解明する。そしてこれらを元に、多様な膜タンパク質の偏在性を人為的に制御する技術を開発する。
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| 研究成果の概要 |
植物の輸送体が根の細胞において土壌/中心方向の細胞膜へ偏在するメカニズムの解明と応用を目指した。研究代表者らは本研究開始前に、ホウ酸チャネルNIP5;1とホウ酸トランスポーターBOR1の偏在性は連続的な小胞輸送 (エンドサイトーシスとエキソサイトーシス) により形成・維持されることを見出していた。本研究ではこれを確定とするとともに、複数の制御因子を同定した。主たる成果としては、ホウ酸トランスポーターBOR1のC末端領域のリン酸化と脱リン酸化が偏在性に重要であることを示し、BOR1の相互作用タンパク質である脱リン酸化酵素がBOR1の極性輸送に寄与する可能性を示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究ではホウ酸チャネルNIP5;1とトランスポーターBOR1をモデルとし植物の膜タンパク質の土壌/中心側細胞膜への偏在メカニズムの一端を明らかにした。これは植物細胞における栄養輸送と膜交通の理解を進めるだけでなく細胞極性の形成という発生学の根本に迫るものである。本研究ではまた、多様な輸送体の偏在性を人為的に制御する技術の開発を目指した。いまだ開発途上であるが、輸送体の局在改変技術は、植物のみならず微生物等様々な生物由来の輸送体を植物の生産性、機能性向上のために活用する基盤技術となるものと期待される。
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