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膜電位の可視化による植物の膜電位シグナリング機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K16164
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分44030:植物分子および生理科学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

吉成 晃  名古屋大学, 高等研究院, 特任助教 (00829872)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワードシロイヌナズナ / 膜電位 / GEVI / イメージング / 膜電位プローブ / 脱分極 / 環境応答 / 蛍光イメージング / 植物 / 膜電位イメージング / シグナリング
研究開始時の研究の概要

近年、植物の細胞間情報伝達メカニズムとして「膜電位の変化」が注目されている。特に傷害に伴う膜電位の変化は傷害を受けた部位から離れた部位まで伝達され、組織・器官間の高速・長距離シグナル伝達機構として機能することが示されている。また、膜輸送タンパク質を介した物質輸送には、プロトン勾配や膜電位が密接に関わっていることから、膜電位の大小や局在が細胞毎に多様化している可能性がある。本研究では、植物の膜電位を可視化する新規の蛍光プローブを作製し、定量的なイメージングによって植物の膜電位シグナリング機構を理解する。

研究成果の概要

植物生理に重要な膜電位について、より詳細な知見を得るため、既存の膜電位センサーや自ら作成した新規のセンサー・Genetically-encoded voltage indicator (GEVI)を利用した膜電位イメージング系を確立することを目的とした。本研究により、植物細胞での膜電位イメージングには、pHによる影響を受けにくいGEVIの利用が不可欠であることを示され、将来のPlant-GEVI開発への方向性が示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果により、将来のPlant-GEVI開発の指針が示された。また、研究の過程で得られた数多くの新規GEVIは、動物細胞においては良好な応答を示しており、神経細胞における膜電位イメージングなどへの応用が期待される。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Sensors for the quantification, localization and analysis of the dynamics of plant hormones2020

    • 著者名/発表者名
      Isoda Reika、Yoshinari Akira、Ishikawa Yuuma、Sadoine Mayuri、Simon Rudiger、Frommer Wolf B.、Nakamura Masayoshi
    • 雑誌名

      The Plant Journal

      巻: 105 号: 2 ページ: 542-557

    • DOI

      10.1111/tpj.15096

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Using Genetically Encoded Fluorescent Biosensors for Quantitative In Vivo Imaging2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshinari Akira、Moe-Lange Jacob、Kleist Thomas J.、Cartwright Heather N.、Quint David A.、Ehrhardt David W.、Frommer Wolf B.、Nakamura Masayoshi
    • 雑誌名

      Arabidopsis Protocols, Methods in Molecular Biology

      巻: 2200 ページ: 303-322

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-0880-7_14

    • ISBN
      9781071608791, 9781071608807
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Polar Localization of the Borate Exporter BOR1 Requires AP2-Dependent Endocytosis2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshinari Akira、Hosokawa Takuya、Amano Taro、Beier Marcel Pascal、Kunieda Tadashi、Shimada Tomoo、Hara-Nishimura Ikuko、Naito Satoshi、Takano Junpei
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: 179 号: 4 ページ: 1569-1580

    • DOI

      10.1104/pp.18.01017

    • 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
  • [学会発表] AP2-dependent and independent endocytic pathways: differential regulation of polar localization and vacuolar sorting of the borate transporter BOR12019

    • 著者名/発表者名
      Yoshinari Akira、Hosokawa Takuya、Amano Taro、Beier Marcel Pascal、Kunieda Tadashi、Shimada Tomoo、Hara-Nishimura Ikuko、Naito Satoshi、Takano Junpei
    • 学会等名
      IWPMB2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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