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ペプチドホルモンCEPを介した全身的な窒素取り込み制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20J20049
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
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

大久保 祐里  名古屋大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2023-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2022年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2022年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2021年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2020年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード硝酸トランスポーター / キナーゼ / リン酸化プロテオミクス / ホスファターゼ / シロイヌナズナ / 窒素栄養
研究開始時の研究の概要

植物は土壌から窒素栄養として主に硝酸イオンを吸収しているが、自然界において土壌中の硝酸イオンは常に均一で十分に存在するわけではない。そのため植物は、根の一部が窒素欠乏を感知すると、他の根で相補的に多くの窒素栄養を取り込む仕組みを進化させてきた。これまでの研究で、ペプチドホルモンCEPが根の窒素欠乏を葉へと伝え、葉のCEP受容体下流で2次シグナルCEPDが産生し、CEPDが根へ移行して硝酸イオンの取り込みを増大させていることが明らかとなっている。本研究では、2次シグナルCEPD下流で発現するホスファターゼを介した硝酸取り込み活性の制御、および窒素取り込み抑制シグナル伝達因子の探索を行う。

研究実績の概要

植物は土壌から窒素栄養として主に硝酸イオンを吸収しているが,自然界において土壌中の硝酸イオンは常に均一で十分に存在するわけではない.そのため植物は、根の一部が窒素欠乏を感知すると,他の根で相補的に多くの窒素栄養を取り込む仕組みを進化させてきた.本研究では,ペプチドホルモンCEPを介した全身的な窒素吸収の制御機構の解明を進め,植物の窒素恒常性維持の詳細な分子メカニズムを明らかにすることを目指している
前年度までに,硝酸トランスポーターNRT2.1の501番目のセリンを脱リン酸化するホスファターゼCEPHを同定し,CEPHによってNRT2.1の硝酸吸収活性がONになることが明らかとなった.そこで今年度は,501番目のセリンをリン酸化して硝酸吸収活性をOFFにするキナーゼの探索を行った.高窒素条件下では501番目のセリンのリン酸化レベルが上昇することに着目し,高窒素条件で発現量が誘導されるキナーゼをトランスクリプトーム解析によって探索した.その結果,発現誘導率の高いキナーゼ遺伝子TOP10の中に同じファミリーに属する2遺伝子が含まれていた.この2遺伝子について多重欠損株および過剰発現株の作出を進めており,これらの株を用いて硝酸吸収活性やNRT2.1のリン酸化レベルの検証を行う予定である.

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2020

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

  • [雑誌論文] 植物と情報処理:<カテゴリ1 植物の情報処理機能>1.4 植物の窒素吸収を制御する長距離情報伝達 -葉と根のコミュニケーションによる需要と供給の調節機構-2021

    • 著者名/発表者名
      大久保 祐里、松林 嘉克
    • 雑誌名

      情報処理

      巻: 62 号: 12 ページ: e10-e12

    • DOI

      10.20729/00213735

    • NAID

      170000185922

    • 年月日
      2021-11-15
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] 植物の窒素栄養吸収制御の巧みな仕組み2021

    • 著者名/発表者名
      大久保 祐里、松林 嘉克
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 93 号: 3 ページ: 400-403

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2021.930400

    • NAID

      40022647462

    • ISSN
      0037-1017
    • 年月日
      2021-06-25
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 窒素取り込みを制御する長距離移行ペプチド2021

    • 著者名/発表者名
      大久保 祐里、松林 嘉克
    • 雑誌名

      アグリバイオ

      巻: 5 ページ: 13-17

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] A type 2C protein phosphatase activates high-affinity nitrate uptake by dephosphorylating NRT2.12021

    • 著者名/発表者名
      Ohkubo Yuri、Kuwata Keiko、Matsubayashi Yoshikatsu
    • 雑誌名

      Nature Plants

      巻: 7 号: 3 ページ: 310-316

    • DOI

      10.1038/s41477-021-00870-9

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Regulation of plant nitrogen acquisition by long-distance mobile peptides and a novel phosphatase2021

    • 著者名/発表者名
      大久保祐里
    • 学会等名
      Max Planck Institute for Plant Breeding Research オンラインセミナー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 脱リン酸化酵素CEPHを介したNO3輸送体NRT2.1の活性化2021

    • 著者名/発表者名
      大久保祐里,桑田啓子,松林嘉克
    • 学会等名
      日本植物学会第85回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] A type 2C protein phosphatase activates high-affinity nitrate uptake by dephosphorylating NRT2.12021

    • 著者名/発表者名
      大久保祐里
    • 学会等名
      学術変革領域「不均一環境と植物」第1回若手の会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 植物の窒素吸収を制御する長距離移行ペプチド群2021

    • 著者名/発表者名
      大久保祐里,松林嘉克
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会ワークショップ 『不均一環境変動に対する植物の情報統御機構』
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] 生物の科学 遺伝2020

    • 著者名/発表者名
      大久保 祐里,松林 嘉克
    • 総ページ数
      160
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      4860436393
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-07-07   更新日: 2024-03-26  

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