| 研究課題/領域番号 |
19H02919
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 |
小区分38060:応用分子細胞生物学関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
石田 宏幸 東北大学, 農学研究科, 教授 (60312625)
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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 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2022年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2021年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2020年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2019年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
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| キーワード | 葉緑体 / オートファジー / 光合成 / 栄養リサイクル / シロイヌナズナ / イネ / Rubisco / ATG8 / 液胞 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
葉緑体には窒素栄養の多くが分配されタンパク質として機能している。Rubiscoなどの主要な葉緑体タンパク質は葉の老化時や栄養飢餓条件下では分解され、転流窒素源や糖の代替呼吸基質として個体の成長や生存に重要なリソースとなる。オートファジーは様々な発生過程や飢餓などのストレス条件下で働く真核生物に普遍の細胞内分解システムである。葉緑体は特異小胞RCB（Rubisco-containing body）としてピースミール（部分的・段階的な）オートファジーにより液胞に運ばれ分解されるが、その詳細な機構は不明である。本研究では、葉緑体のピースミールオートファジーの機構について明らかにすることを目的とする。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、葉緑体のピースミールオートファジーの基本機構について明らかにすることを目的として解析を進め、特に以下の成果を得た。（1）Rubisco-containing body (RCB) の単離方法の確立と新規レセプターの同定を進め、オートファジー隔離膜による葉緑体包膜の選択的な認識機構について知見を深めた。（2）RCBおよびのプラスチドボディーの形成と液胞への輸送における膜動態について、ATG8の動態を中心に明らかにした。（3）RCB経路におけるATG8アイソフォームの役割について、遺伝子やタンパク質レベルでの発現解析やノックアウト変異体の解析により明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
選択的オートファジーのメカニズムについては、動物や酵母の研究が先行するが、本研究では植物にユニークなオルガネラである葉緑体に関する基礎的知見を提供した。葉緑体成分の分解と再利用、および品質管理機構は、必須栄養素の体内移行、光合成、バイオマスや有用物質の生産に密接に関連している。その分子機構の一端を解明したことは、今後の作物の生産性や品質の向上を目指す農学研究において意義深いものである。
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