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植物ステロール代謝に関わる新奇制御因子HiSE1の機能解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K05809
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38030:応用生物化学関連
研究機関千葉大学

研究代表者

島田 貴士  千葉大学, 大学院園芸学研究院, 助教 (10713828)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードシロイヌナズナ / オイルボディ / HISE1 / HMGR / ステロール / HMG-CoA reductase / PSAT1 / HIGH STEROL ESTER 1 / HMG-CoAレダクターゼ / 脂質 / SEボディ / HMG CoAリダクターゼ
研究開始時の研究の概要

ステロールは生物にとって重要な脂質である.近年,植物に含まれるステロール(植物ステロール)は,摂取による健康増進効果が期待されており,増産技術の開発が求められている.よって,植物ステロール代謝の制御機構や制御因子の解明が急務である.申請者が発見したシロイヌナズナ変異体hise1(high sterol ester 1)の葉細胞では,ステロールエステルを主成分とするSterol Ester body(SEボディ)が増加する.申請者は,HiSE1が植物ステロール合成制御の鍵因子であることを示した.HiSE1の分子機構とSEボディ形成機構を解明し,植物ステロール増産のための新しい方法論を確立する.

研究成果の概要

ステロールは植物にとって必須の脂質である。しかし、ステロール量を制御する分子機構はこれまでほとんど明らかになっていない。本研究では、ステロール合成の新規制御因子であるHISE1タンパク質に着目し、モデル植物であるシロイヌナズナを用いた解析を行った。HISE1の欠損により起こるステロール合成の異常により、植物は様々な生育異常を引き起こすことが明らかになった。HISE1はステロール合成の律速酵素であるHMGRのタンパク質量を負に制御することも示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、ステロール合成の制御因子であるHISE1の分子メカニズムの一端を解明することに成功した。本研究の成果は、これまでは注目されていなかった植物におけるステロール代謝制御の重要性を示すことにつながったと考えている。本研究を発展させることにより、植物脂質の増産や、脂質成分の改良といった応用分野への展開が期待できる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Excess sterol accumulation affects seed morphology and physiology in Arabidopsis thaliana2021

    • 著者名/発表者名
      Shimada Takashi L.、Ueda Takashi、Hara-Nishimura Ikuko
    • 雑誌名

      Plant Signaling & Behavior

      巻: 16 号: 4 ページ: 1872217-1872217

    • DOI

      10.1080/15592324.2021.1872217

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A space-saving visual screening method, Glycine max FAST, for generating transgenic soybean2020

    • 著者名/発表者名
      Iwabuchi Kosei、Shimada Takashi L.、Yamada Tetsuya、Hara-Nishimura Ikuko
    • 雑誌名

      Plant Signaling & Behavior

      巻: 15 号: 2 ページ: 1722911-1722911

    • DOI

      10.1080/15592324.2020.1722911

    • 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] Excess sterols disrupt plant cellular activity by inducing stress-responsive gene expression2020

    • 著者名/発表者名
      Shimada Takashi L、Yamaguchi Katsuki、Shigenobu Shuji、Takahashi Hiro、Murase Masataka、Fukuyoshi Shuichi、Hara-Nishimura Ikuko
    • 雑誌名

      Journal of Plant Research

      巻: in press 号: 3 ページ: 383-392

    • DOI

      10.1007/s10265-020-01181-4

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] HIGH STEROL ESTER 1 is a key factor in plant sterol homeostasis2019

    • 著者名/発表者名
      Shimada Takashi L.、Shimada Tomoo、Okazaki Yozo、Higashi Yasuhiro、Saito Kazuki、Kuwata Keiko、Oyama Kaori、Kato Misako、Ueda Haruko、Nakano Akihiko、Ueda Takashi、Takano Yoshitaka、Hara-Nishimura Ikuko
    • 雑誌名

      Nature Plants

      巻: 5 号: 11 ページ: 1154-1166

    • DOI

      10.1038/s41477-019-0537-2

    • NAID

      120006773162

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] トマトにおける HISE1 のステロール代謝制御機構は生存に必須である2022

    • 著者名/発表者名
      尾亦 雄斗,江面 健太郎,菅野 茂夫,庄司 翼,高野 耕司,岡咲 洋三,斉藤 和季,上田 晴子,西村 いくこ,島田 貴士
    • 学会等名
      第63回日本植物生理学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 植物ステロールの細胞内における生合成及び貯蔵部位の探索2022

    • 著者名/発表者名
      磯部 一樹,米谷 友里,島田 貴士,西村 いくこ,太田 大策
    • 学会等名
      第63回日本植物生理学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 葉緑体タンパク質LIPID RICH 1による脂質代謝制御2021

    • 著者名/発表者名
      山口 萌, 重信 秀治, 山口 勝司, 高橋 広夫, 福吉 修一, 東 泰弘,斉藤 和季,桑田 啓子,西村いくこ,島田 貴士
    • 学会等名
      第33回植物脂質シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 過剰なステロールはシロイヌナズナの種子、葉、根の生理機能に悪影響を与える2021

    • 著者名/発表者名
      島田 貴士, 重信 秀治, 山口 勝司, 高橋 広夫, 福吉 修一, 上田 貴志, 西村 いくこ
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナの新規葉緑体局在タンパク質LIPID RICH 1は脂質合成の負の制御因子である2021

    • 著者名/発表者名
      山口 萌, 重信 秀治, 山口 勝司, 高橋 広夫, 福吉 修一, 東 泰弘,斉藤 和季,桑田 啓子,西村いくこ,島田 貴士
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 小胞体における植物ステロールの合成制御機構2020

    • 著者名/発表者名
      島田貴士
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会「植物の小胞体の多彩な能力」
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 植物ステロール量を制御する分子機構の解明2020

    • 著者名/発表者名
      島田貴士
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会「植物の環境適応を支える細胞膜機能研究の新基軸」
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 過剰なステロール蓄積が植物の生理機能に与える影響2020

    • 著者名/発表者名
      島田貴士、重信秀治、山口勝司、高橋広夫、福吉修一、上田 貴志、西村 いくこ
    • 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] メバロン酸経路の負の制御因子HIGH STEROL ESTER1の解析2019

    • 著者名/発表者名
      島田貴士、嶋田知生、岡咲洋三、東泰弘、斉藤和季、桑田啓子、小山香梨、加藤美砂子、高野義孝、上田貴志、中野明彦、上田晴子、西村いくこ
    • 学会等名
      第2回天然ゴム研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 植物ステロール過剰蓄積が及ぼす植物体への影響2019

    • 著者名/発表者名
      島田貴士、重信秀治、山口勝司、高橋広夫、福吉修一、 上田貴志、西村いくこ
    • 学会等名
      第32回植物脂質シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 葉にオイルボディを過剰蓄積するシロイヌナズナ変異体lipid rich 1の解析2019

    • 著者名/発表者名
      山口萌、重信秀治、山口勝司、高橋広夫、福吉修一、島田貴士
    • 学会等名
      第32回植物脂質シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] HIGH STEROL ESTER 1 is a key regulator in plant sterol biosynthesis2019

    • 著者名/発表者名
      Shimada Takashi L.、Shimada Tomoo、Okazaki Yozo、Higashi Yasuhiro、Saito Kazuki、Kuwata Keiko、Oyama Kaori、Kato Misako、Ueda Haruko、Nakano Akihiko、Ueda Takashi、Takano Yoshitaka、Hara-Nishimura Ikuko
    • 学会等名
      8th Asian-Oceanian Symposium on Plant Lipids (ASPL2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 島田研究室情報

    • URL

      https://researchmap.jp/yuzurin/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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