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浸透圧応答性分泌ペプチド群によるストレス情報の共有メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K21437
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分44:細胞レベルから個体レベルの生物学およびその関連分野
研究機関東京理科大学 (2021-2022)
国立研究開発法人理化学研究所 (2020)

研究代表者

高橋 史憲  東京理科大学, 先進工学部生命システム工学科, 准教授 (00462698)

研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード環境応答 / ストレス / ペプチド / 長距離シグナル
研究開始時の研究の概要

本研究では、浸透圧ストレス依存的に細胞外に放出される分泌ペプチド群を組織別に網羅的に同定し、それら分子群が関わる制御機能を解析することで、植物個体全体での時空間的な分子ネットワークの基盤を、詳細に明らかにする。さらに申請者が報告したCLEペプチドシグナルを基軸として、浸透圧ストレス応答におけるペプチド群による長距離シグナルを介したストレス情報の共有メカニズムを解明する。

研究成果の概要

本研究では、浸透圧ストレス依存的に細胞外に放出される分泌ペプチド群を網羅的に同定し、そ浸透圧ストレス応答におけるペプチド群によるストレス情報の共有メカニズムの解明を行った。その結果、ストレス依存的に修飾を受けるタンパク質またはペプチドの同定に成功した。さらに候補因子群の変異体を作出し、機能解析を行うことで、候補因子の絞り込みを行った。その結果、1つの候補因子変異体は浸透圧ストレス応答に弱い表現型を示すことを明らかにした。これらの結果は、ストレス情報の共有メカニズムを制御する重要な因子の同定に成功したことを示す成果となった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

植物は、動物と異なり神経を持たないにもかかわらず、様々な器官で環境情報を感受し、環境ストレスに適応していることから、外界の環境変化を素早く認知し、植物個体全体で情報を共有・統合して、ストレス耐性を獲得するための器官間コミュニケーションシグナルが存在することが考えられる。本研究では、ストレス依存的に細胞外に放出される複数のペプチド分子群を同定し、植物体におけるその機能を明らかにした。これらの知見を活用することで、様々に変化する環境ストレスに対して、詳細に応答可能なストレス耐性作物の開発の一助を担う研究となった。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 8件)

  • [雑誌論文] Affinity Purification Followed by Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry to Identify Proteins Interacting with ABA Signaling Components.2022

    • 著者名/発表者名
      Soma F, Takahashi F, Shinozaki K, Yamaguchi-Shinozaki K.
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: 2462 ページ: 181-189

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-2156-1_14

    • ISBN
      9781071621554, 9781071621561
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Use of Micrografting to Study the Role Played by Peptide Signals in ABA Biosynthesis.2022

    • 著者名/発表者名
      Takahashi F.
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: 2462 ページ: 101-109

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-2156-1_8

    • ISBN
      9781071621554, 9781071621561
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transcriptome analysis of Chloris virgata, which shows the fastest germination and growth in the major Mongolian grassland plant2021

    • 著者名/発表者名
      Bolortuya B, Kawabata S, Yamagami A, Davaapurev BO, Takahashi F, Inoue K, Kanatani A, Mochida K, Kumazawa M, Ifuku K, Jigjidsuren S, Battogtokh T, Udval G, Shinozaki K, Asami T, JBatkhuu J, Nakano T
    • 雑誌名

      Front Plant Sci,

      巻: 12 ページ: 684987-684987

    • DOI

      10.3389/fpls.2021.684987

    • 関連する報告書
      2021 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] Long-distance stress and developmental signals associated with abscisic acid signaling in environmental responses.2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshida T, Fernie AR, Shinozaki K, Takahashi F.
    • 雑誌名

      Plant Journal

      巻: 105 号: 2 ページ: 477-488

    • DOI

      10.1111/tpj.15101

    • 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] Cellular Phosphorylation Signaling and Gene Expression in Drought Stress Responses: ABA-Dependent and ABA-Independent Regulatory Systems.2021

    • 著者名/発表者名
      Soma F, Takahashi F, Yamaguchi-Shinozaki K, Shinozaki K.
    • 雑誌名

      Plants

      巻: 10 号: 4 ページ: 756-756

    • DOI

      10.3390/plants10040756

    • 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] シロイヌナズナにジャスモン酸・サリチル酸双方の蓄積を誘導する新規化合物の作用機構の解析2023

    • 著者名/発表者名
      神代 遥,並木 健太郎,遠矢 龍平,小川 瑞貴,小川 聡太,北畑 信隆,斉藤 優歩,中野 正貴, 舟橋 汰樹,橋本 研志,倉持 幸司,浅見 忠男,安部 洋,高橋 史憲,木村 成介,朽津 和幸
    • 学会等名
      第64回植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] モンゴル草原植物Chloris virgataの迅速成長性及び新規成長促進遺伝子の機能解析2023

    • 著者名/発表者名
      河端 晋太郎,Bolortuya Byambajav,Namuunaa Ganbayar,山上 あゆみ,Davaapurev Bekh-Ochir, 高橋 史憲,井上 小槙,持田 恵一,篠崎 一雄,浅見 忠男,Batkhuu Javzan,中野 雄司
    • 学会等名
      第64回植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シロイヌナズナにジャスモン酸経路とサリチル酸経路の双方の活性化を誘導する新規化合物の作用機構の解析2021

    • 著者名/発表者名
      朽津和幸,西田えり佳,北畑信隆,並木健太郎,舟橋汰樹,遠矢龍平,松本史織,菊池宏樹,前田健太郎,中澤裕,斉藤優歩,中野正貴,倉持幸司,安部洋,高橋史憲,橋本研志
    • 学会等名
      日本植物学会第85回大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ゲノム編集によるジャガイモのデンプン合成系遺伝子の変異体作出と塊茎形質の改変2021

    • 著者名/発表者名
      島田浩章,竹内亜美,朝日貴大,大久保雪乃,赤津優菜,濱田香凛,伊藤広輔,浅野賢治,野田高弘,大沼万里子,寺村浩,田村浩二,高橋史憲
    • 学会等名
      第38回日本植物バイオテクノロジー学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ジャガイモのアミロペクチン合成に関わるデンプン枝つけ酵素遺伝子欠損変異体の作出と形質の評価2021

    • 著者名/発表者名
      竹内亜美,浅野賢治,野田高弘,草野博彰,大沼万里子,高橋史憲,田村浩二,島田浩章
    • 学会等名
      第38回日本植物バイオテクノロジー学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ゼニゴケ頂端分裂組織における細胞分裂・分化の制御におけるRboh によるROS 生成の役割2021

    • 著者名/発表者名
      萩原雄樹,橋本研志,饗庭楽理,井出寿美夏,山下優音,髙川智弘,高橋史憲,朽津和幸
    • 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
    • 国際学会
  • [学会発表] シロイヌナズナのストレス応答性転写因子DREB2A の翻訳後制御に関わるプロテインキナーゼの解析2021

    • 著者名/発表者名
      溝井順哉,高橋亮輔,杉本蒼,中澤透子,船守晴帆,高橋史憲,中道範人,木下俊則,篠崎一雄, 篠崎和子
    • 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
    • 国際学会
  • [学会発表] ジャスモン酸の蓄積を亢進する新規植物免疫活性化候補化合物の効果の解析2021

    • 著者名/発表者名
      西田えり佳,舟橋汰樹,斉藤優歩,中野正貴,北畑信隆,中澤裕,並木健太郎,中島麻希,倉持幸司, 安部洋,高橋史憲,橋本研志,朽津和幸
    • 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
    • 国際学会

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公開日: 2020-08-03   更新日: 2024-01-30  

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