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マメ科植物の根粒形成を正に制御する輸送体NIPの輸送基質の同定と機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 20K15453
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分38030:応用生物化学関連
研究機関安田女子大学 (2024)
国立研究開発法人理化学研究所 (2020-2021)

研究代表者

渡邊 俊介  安田女子大学, 薬学部, 講師 (20731384)

研究期間 (年度) 2024-01-17 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード機能性代謝物 / 根粒形成 / トランスポーター / NPF輸送体 / シングルセルメタボロミクス
研究開始時の研究の概要

植物に広く保存される輸送体ファミリーNPFは「機能性代謝物」の輸送に密接に関わるファミリーとして注目を集める.マメ科植物タルウマゴヤシのNIP は根粒成熟に必須のNPFとして単離されたが,その輸送基質は未だ同定されていない.本研究では,NIPタンパク質の熱安定性を指標にこれと高い親和性を示す化合物をケミカルライブラリーから単離するとともに,シングルセル代謝物分析技術を用いて根粒成熟期に分裂細胞に特異的に蓄積する代謝物を網羅的に解析することで根粒成熟を誘導する物質に迫る.

研究実績の概要

本研究は,植物ホルモンなどの機能性代謝物の輸送に密接に関与する硝酸・小ペプチド輸送体ファミリー NPF に着目し,マメ科モデル植物タルウマゴヤシの根粒成熟を正に制御する NIP(MtNPF1.7)の輸送基質を同定するとともにその生理活性の評価を目的とする。本年度は,当初の計画通り NIP 変異体の未成熟根粒の代謝物を網羅的に調査することで,NIP の機能欠損によって根粒で内生量が変化する代謝物の単離を試みた。NIPが強く発現する根粒メリステムの解析に先立ち,まずは根粒全体の代謝物を比較するために野生型 A17 株と NIP 変異体 nip-1 および latd の根粒形成を,Sinorhizobium meliloti 1021 株を用いて誘導し,成熟過程にある根粒をそれぞれサンプリングした。予定通り進めば本年度中にノンバイアスなメタボローム解析を実施する計画であったが,8月からスタートした海外留学に伴い本課題を中断せざるを得ず,現時点ではまだ分析できていない。また,NIP プロモーター:GFP および NIPプロモーター:RFP を導入した形質転換根を用いて根粒成熟に至るまでの NIP の発現ダイナミクスを明らかにし,これを指標に根粒メリステムのサンプリングのタイミングを検討する目的で実験に必要なアグロバクテリウム株および発現ベクターを用意した。しかし,こちらに関しても上記の理由のため本年度中の実施を断念した。中断したこれらの実験は帰国後速やかに再開したい。

報告書

(2件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Arabidopsis NPF4.6 and NPF5.1 Control Leaf Stomatal Aperture by Regulating Abscisic Acid Transport2021

    • 著者名/発表者名
      Shimizu Takafumi、Kanno Yuri、Suzuki Hiromi、Watanabe Shunsuke、Seo Mitsunori
    • 雑誌名

      Genes

      巻: 12 号: 6 ページ: 885-885

    • DOI

      10.3390/genes12060885

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] An auxin signaling network translates low-sugar-state input into compensated cell enlargement in the fugu5 cotyledon2021

    • 著者名/発表者名
      Tabeta Hiromitsu、Watanabe Shunsuke、Fukuda Keita、Gunji Shizuka、Asaoka Mariko、Hirai Masami Yokota、Seo Mitsunori、Tsukaya Hirokazu、Ferjani Ali
    • 雑誌名

      PLOS Genetics

      巻: 17 号: 8 ページ: e1009674-e1009674

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1009674

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 植物科学における一細胞質量分析法:植物ホルモンの定量と今後の展望2020

    • 著者名/発表者名
      Shimizu Takafumi、Watanabe Shunsuke、Suzuki Hiromi、Takebayashi Yumiko、Seo Mitsunori
    • 雑誌名

      質量分析

      巻: 68 号: 2 ページ: 26-32

    • DOI

      10.5702/massspec.S20-06

    • NAID

      130007831580

    • ISSN
      1340-8097, 1880-4225, 1884-3271
    • 年月日
      2020-04-01
    • 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] TheArabidopsisNRT1/PTR FAMILY protein NPF7.3/NRT1.5 is an indole-3-butyric acid transporter involved in root gravitropism2020

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Shunsuke、Takahashi Naoki、Kanno Yuri、Suzuki Hiromi、Aoi Yuki、Takeda-Kamiya Noriko、Toyooka Kiminori、Kasahara Hiroyuki、Hayashi Ken-ichiro、Umeda Masaaki、Seo Mitsunori
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 117 号: 49 ページ: 31500-31509

    • DOI

      10.1073/pnas.2013305117

    • 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
  • [学会発表] Contribution of indole-3-butyric acid uptake mediated by Arabidopsis NPF7.3/NRT1.5 to the creation of uneven auxin distribution in Arabidopsis roots2021

    • 著者名/発表者名
      渡邊 俊介,高橋 直紀,菅野 裕理,鈴木 洋弥,青井 勇輝,武田(神谷) 紀子,豊岡 公徳,笠原 博幸,林 謙一郎,梅田 正明,瀬尾 光範
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 植物一細胞メタボロミクスに最適化した一細胞質量分析系の開発2020

    • 著者名/発表者名
      渡邊俊介,鈴木洋弥,竹林裕美子,瀬尾光範
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-03-21  

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