| 研究課題/領域番号 |
21K19060
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分38:農芸化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
魚住 信之 東北大学, 工学研究科, 教授 (40223515)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 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 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | イオン輸送体 / Kチャネル / Arabidopsis thaliana / E. coli / 輸送解析 / リン酸化 / 大腸菌 / 植物 / カリウム / 機能発現 / 恒常性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ゲノム配列情報から推定されるイオン輸送体ホモログの中で輸送機能が判明しているイオン輸送体は限られている．植物シロイヌナズナのゲノムにコードされるK輸送体があるが，申請者が構築した大腸菌輸送体測定法によってK輸送の検出に成功した．本研究では，申請者が開発した大腸菌発現系を用いて，これまで誰も測定に成功しなかった機能未知のK輸送体の機能を測定する．この方法を用いて，これまで輸送機能が不明のまま取り残されている動物・植物の様々な輸送体の機能活性の解明を可能にする具体的な一つの方法を提示し，輸送機能が不明なために滞っている個々の輸送体の解明の道を開く新たな概念を吹き込むことをめざす．
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| 研究成果の概要 |
輸送活性未同定の植物K輸送体ホモログの機能発現を目標に検討を行った．真核生物由来のイオン輸送体の大腸菌発現の報告に基づいて大腸菌のKおよびNa輸送体の多重変異体を作成後，輸送活性測定や生理的役割を明らかにして，真核生物のホモログのイオン輸送体の機能解明と役割を解明した．さらにこれまで輸送機能が明らかになっていない植物Kチャネルを異種発現系によってK輸送活性の測定に成功した．Kチャネルの発現組織とその役割について解析を行った．以上により．機能が分からなかった植物イオン輸送体のＫチャネル活性が検出され，植物内で機能発現することが明らかになった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
機能未同定の植物イオン輸送体のＫチャネル活性が明らかになり，植物内における養分吸収や恒常性維持に関与する分子の一つが明らかになった．この結果は，他の生物において機能未同定のイオン輸送体の機能解明の可能性を示唆する．本申請で扱ったKチャネルは動物，微生物やウイルスにも存在することから，同様の測定手段を踏襲することで新たにイオン輸送体の解明が可能となる．また，本研究で明らかになった大腸菌のK輸送体のホモログは真核生物にも存在しており，そのK輸送体の機能と役割に関する情報となる．
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