| 研究課題/領域番号 |
21H02150
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分38060:応用分子細胞生物学関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
山口 淳二 北海道大学, 理学研究院, 特任教授 (10183120)
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| 研究分担者 |
佐藤 長緒 北海道大学, 理学研究院, 准教授 (50609724)
高木 純平 北海道大学, 理学研究院, 助教 (80740331)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2023年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2021年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
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| キーワード | 環境応答 / 翻訳後修飾 / 膜交通 / 環境ストレス / 植物 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
植物は，生育環境の栄養条件に応じて代謝，成長を巧みに制御しながら生存している。特に，細胞内で利用可能な糖（炭素源，C）と窒素（N）の相対量比（C/Nバランス）は重要であり，植物はそれを感知し適応する「C/N応答」能力を有している。C/Nは，古くから植物生理学における重要なコンセプトであり，農業現場での具体的な作用点として注目されてきた。その一方で，C/N応答を制御する上流シグナル機構や代謝変動を担う分子実態については，長年謎に包まれたままである。本研究では，細胞内の膜交通制御による栄養ストレス適応という新たな視点から，植物の優れた環境ストレス応答を支える分子機構を解明する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では，糖（炭素，C）と窒素（N）栄養バランスである「C/Nバランス」の乱れに起因するストレス応答制御に着目し，それに関わる膜交通因子の翻訳後修飾について詳しい解析を行った。その結果，C/N応答制御に関わるTGN局在型SNAREタンパク質SYP61が植物体内でK63鎖型のユビキチン化を受けており，そのユビキチン化状態がC/Nに応じて変化することを見出した。また，新規にC/N応答に関与するARF-GEFタンパク質を同定し，この因子がリン酸化されていること，C/Nに応じた小胞輸送経路制御に関与する可能性を見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
植物のC/N応答は，農作物の光合成活性や収量向上という観点からも重要な生理現象である。本研究から，これまで分かっていなかった細胞内物質輸送制御とC/N応答の関連性について明らかになった。本研究成果は，作物収量を制御する分子基盤の理解に貢献する。
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