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植物の原形質連絡の透過度を制御する謎の分子機構解明に挑む

研究課題

研究課題/領域番号 21K19247
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
研究機関北海道大学

研究代表者

藤田 知道  北海道大学, 理学研究院, 教授 (50322631)

研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード原形質連絡 / ヒメツリガネゴケ
研究開始時の研究の概要

植物の細胞間コミュニケーションに必須の構造として原形質連絡(PD)が知られている。PDは細胞壁を貫く小さな穴であり、ホルモンやタンパク質など様々な情報分子が移動しており、この分子移動は動的に制御されていることがわかってきた。中でも細胞壁多糖の1種、カロースの合成と分解の制御が重要であることがわかってきた。しかし、カロース以外にも重要なPD制御系があると考えられているものの、その分子機構はよくわかっていない。本研究はコケ植物(ヒメツリガネゴケ)の原糸体に注目し、ストレスによるPD透過度の低下を制御するカロース非依存的な制御機構を世界に先駆け明らかにすることを目的とする。

研究成果の概要

私たちはヒメツリガネゴケにおいてカロース多糖に依存しない新しいPD制御系の分子機構を明らかにするため、(a)2000種類の化合物スクリーニングを実施した。また、(b)SnRK2の基質リスト、PDに局在するタンパク質リストを探索し、SnRK2の基質でかつPD制御に関わると考えられるタンパク質候補をリスト化した。以上の結果から、複数の候補タンパク質を同定し、解析を進めた結果、アクチン制御タンパク質の1つ、Dが原形質連絡の制御に関わることを見出した。現在タンパク質Dの機能解析を継続しており、Dによる新規のPD制御系の全貌解明に迫りたい。

研究成果の学術的意義や社会的意義

PDは細胞壁を貫く小さな穴であり、様々な情報分子が移動している。近年、細胞壁多糖の1種、カロースの合成と分解の制御がこうした情報分子の細胞間移動に重要であることがわかってきた。この一方で、カロース以外にも重要なPD制御系があると考えられてはいるものの、その分子機構は未だによくわかっていない。本研究によりこの未知の制御系に関与する候補タンパク質を同定てきた可能性は高く、この学術的意義は大きい。今後さらに解析を進めることで、カロース非依存的なPD制御系の分子機構の解明が期待できる。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 学会発表 (5件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [学会発表] A novel compound affects polarized cell expansion and cytoskeleton in Physcomitrium patens2023

    • 著者名/発表者名
      Prerna Singh, Naoya Kadofusa, Ayato Sato, Satoshi Naramoto, Tomomichi Fujita
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ヒメツリガネゴケにおけるABAによる不等分裂から等分裂への切り替え2023

    • 著者名/発表者名
      神野智世、Marcel Pascal Beier、廣口覚彦、中村康平、鈴木穣、藤田知道
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 環境ストレスにより新生するヒメツリガネゴケの幹細胞2022

    • 著者名/発表者名
      藤田知道
    • 学会等名
      第5回コケ幹細胞研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] アブシジン酸はヒメツリガネゴケにおいて原形質連絡の形成を抑制する2022

    • 著者名/発表者名
      神野智世
    • 学会等名
      第5回コケ幹細胞研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] アブシジン酸はヒメツリガネゴケにおいて原形質連絡の形成を抑制する2022

    • 著者名/発表者名
      神野智世、藤田知道
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] Plasmodesmata2022

    • 著者名/発表者名
      Takumi Tomoi, Yoan Coudert, Tomomichi Fujita
    • 出版者
      Springer Nature
    • ISBN
      9781071621318
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] 月刊「細胞」2022年5月号 植物の持つしなやかな環境適応戦略2022

    • 著者名/発表者名
      神野 智世・藤田 知道
    • 総ページ数
      66
    • 出版者
      ニュー・サイエンス社
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      https://www.sci.hokudai.ac.jp/PlantSUGOIne/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2021-07-13   更新日: 2024-01-30  

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