葉と種子での脂質合成経路の振り分けに関わる分子機構

• 研究課題/領域番号: 22370016
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物分子生物・生理学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 太田 啓之 東京工業大学, バイオ研究基盤支援総合センター, 教授 (20233140)
• 研究分担者: 粟井 光一郎 静岡大学, 若手グローバル研究リーダー育成拠点, 特任助教 (80431732) ; 下嶋 美恵 東京工業大学, バイオ研究基盤支援総合センター, 助教 (90401562)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円); 2012年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円); 2011年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2010年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
• キーワード: 代謝生理 / オルガネラ / 脂質 / 貯蔵脂質 / 膜脂質 / トリアシルグリセロール / 糖脂質 / ホスファチジン酸ホスファターゼ

研究概要

チラコイド膜を構成するグリセロ糖脂質やグリセロリン脂質と、オイルボディに溜まる貯蔵脂質(トリアシルグリセロール)は、どちらもプラスチドで合成された脂肪酸がホスファチジン酸へと取り込まれた後、各経路に振り分けられて合成されるが、その経路転換の仕組みは明らかではない。本研究は、葉と貯蔵組織で全く異なる、脂質合成の振り分け制御機構を解明することにより、それぞれの器官の分化・発達機構を明らかにすることを大きな目的として研究を行った。その結果、phosphatidatephosphohydrolase(PAH)1/2の葉でのTAG合成における役割を明らかにすると共に、根における葉緑体膜発達の抑制に異常をきたした変異体を取得した。

研究成果

• [雑誌論文] Role of galactolipid biosynthesis in coordinated development of photosynthetic complexes and thylakoid membranes during chloroplast biogenesis in Arabidopsis. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi K, Narise T, Sonoike K, Hashimoto H, Sato N, Kondo M, Nishimura M, Sato M, Toyooka K, Sugimoto K, Wada H, Masuda T, Ohta H. (
  • 雑誌名: Plant J. 巻: 73 ページ: 250-261
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel serine protease with caspase- and legumain-like activities from edible mushroom Flammulina velutipes (2013)
  • 著者名/発表者名: Iketani A, Nakamura M, Awai K andShioi Y
  • 雑誌名: Fungal Biology 巻: 117 ページ: 173-181
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel serine protease with caspase- and legumain-like activities from edible mushroom Flammulina velutipes. (2013)
  • 著者名/発表者名: Iketani A, Nakamura M, Awai K and Shioi Y
  • 雑誌名: Fungal Biology 巻: 117 号: 3 ページ: 173-181
  • DOI: 10.1016/j.funbio.2013.01.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural confirmation of a unique carotenoid lactoside (2012)
  • 著者名/発表者名: Wakahama, T., Laza-Martínez, A.,BinHaji Mohd Taha, A.I., Okuyama, H., Yoshida, K., Kogame, K., Awai, K., Kawachi, M., Maoka, T.and Takaichi, S. (
  • 雑誌名: Journal of Phycology 巻: 48 ページ: 1392-1402
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phylogeny of galactolipid synthase homologs together with their enzymatic analyses revealed a possible origin and divergence time for photosynthetic Membrane biogenesis. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuzawa Y, Nishihara H, Haraguchi T,Masuda S, Shimojima M, Shimoyama A, Yuasa H, Okada N, Ohta H. (
  • 雑誌名: DNA Res. 巻: 19 ページ: 91-102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural confirmation of a unique carotenoid lactoside, p457, in Symbiodinium sp. Strain NBRC 104787 isolated from a sea anemone and its distribution in dinoflagellates and various marine organisms. (2012)
  • 著者名/発表者名: Wakahama, T., Laza-Martínez, A., Bin Haji Mohd Taha, A.I., Okuyama, H., Yoshida, K., Kogame, K., Awai, K., Kawachi, M., Maoka, T. and Takaichi, S.
  • 雑誌名: Journal of Phycology 巻: 48 号: 6 ページ: 1392-1402
  • DOI: 10.1111/j.1529-8817.2012.01219.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phylogeny of galactolipid synthase homologs together with their enzymatic analyses revealed a possible origin and divergence time for photosynthetic Membrane biogenesis (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuzawa Y, Nishihara H, Haraguchi T, Masuda S, Shimojima M, Shimoyama A, Yuasa H, Okada N, Ohta H
  • 雑誌名: DNA Res 巻: 19 号: 1 ページ: 91-102
  • DOI: 10.1093/dnares/dsr044
  • 査読あり
• [雑誌論文] A monogalactosyldiacylglycerol synthase found in the green sulfur bacterium Chlorobaculum tepidum reveals important roles for galactolipids in photosynthesis (2011)
  • 著者名/発表者名: Masuda S, Harada J, Yokono M, Yuzawa Y, Shimojima M, Murofushi K, Tanaka H, Masuda H, Murakawa M, Haraguchi T, Kondo M, Nishimura M, Yuasa H, Noguchi M, Oh-Oka H, Tanaka A, Tamiaki H, Ohta H. (
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 23 ページ: 2644-2658
  • 査読あり
• [雑誌論文] Criticalregulation of galactolipid synthesis controls membrane differentiation and remodeling in distinct plant organs and following environmental changes. (2011)
  • 著者名/発表者名: Shimojima M, Ohta H
  • 雑誌名: ProgLipid Res. 巻: 50 ページ: 258-266
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biosynthesis andfunctions of the plant sulfolipid (2011)
  • 著者名/発表者名: Shimojima M
  • 雑誌名: ProgLipid Res 巻: 50 ページ: 234-239
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biosynthesis and functions of the plant sulfolipid (2011)
  • 著者名/発表者名: Shimojima M
  • 雑誌名: Prog Lipid Res 巻: 50 号: 3 ページ: 234-239
  • DOI: 10.1016/j.plipres.2011.02.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Critical regulation of galactolipid synthesis controls membrane differentiation and remodeling in distinct plant organs and following environmental changes (2011)
  • 著者名/発表者名: Shimojima M, Ohta H
  • 雑誌名: Prog Lipid Res 巻: 50 号: 3 ページ: 258-266
  • DOI: 10.1016/j.plipres.2011.03.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of auxin signaling mediated by IAA14 and ARF7/19 in membrane lipid remodeling during phosphate starvation. (2010)
  • 著者名/発表者名: Narise T, Kobayashi K, BabaS, Shimojima M, Masuda S, Fukaki H, Ohta H
  • 雑誌名: Plant MolBiol 巻: 72 ページ: 533-544
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高等植物ホスファチジン酸ホスファターゼの膜脂質合成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村友輝、太田啓之
  • 雑誌名: シグナリングにおける機能生化学 巻: 82 ページ: 1137-1141
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of auxin signaling mediated by IAA14 and ARF7/19 in membrane lipid remodeling during phosphate starvation (2010)
  • 著者名/発表者名: Narise T, Kobayashi K, Baba S, Shimojima M, Masuda S, Fukaki H, Ohta H
  • 雑誌名: Plant Mol Biol 巻: 72 ページ: 533-544
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高等植物ホスファチジン酸ホスファターゼの膜脂質合成、シグナリングにおける機能 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村友輝、太田啓之
  • 雑誌名: 生化学 巻: 82 ページ: 1137-1141
  • NAID: 10027880277
• [学会発表] Metabolic remodeling of glycerolipid synthesis in response to developmental and environmental changes Gordon Research Conference (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Ohta
  • 学会等名: Plant lipid: Structure, Metabolism & Function 2011
  • 発表場所: Galveston TX, USA
  • 年月日: 2013-01-29
• [学会発表] Galactolipid synthesis "Mechanism and Evolution" (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Ohta
  • 学会等名: Gordon Research Conference "Plant Lipids:Structure, Metabolism & Function"
  • 発表場所: Galveston (USA)
  • 招待講演
• [学会発表] リン欠乏時の膜脂質転換にかかわる新規因子の探索 (2013)
  • 著者名/発表者名: 園部耕平、成瀬孝史、沼田光紗、下嶋美恵、太田啓之
  • 学会等名: 第５４回植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス (岡山）
• [学会発表] シロイヌナズナ変異体を用いたホスファチジン酸ホスホヒドロラーゼの機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 駿河航
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-03-18
• [学会発表] リン欠乏生育条件下でのシロイヌナズナ葉における貯蔵脂質蓄積の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 下嶋美恵
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] シロイヌナズナMGDG合成酵素過剰発現体の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 下村雄一
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] 葉緑体糖脂質合成酵素MGD3過剰発現体の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 村川雅人、下村雄一、小林康一、粟井光一郎、下嶋美恵、太田啓之
  • 学会等名: 第２５回植物脂質シンポジウム
  • 発表場所: 甲南大学 （兵庫）
• [学会発表] HISTOCHEMICAL ANALYSIS OF MGD1, THE GENE RESPONSIBLE FOR BULK SYNTHESIS OF MGDG (2011)
  • 著者名/発表者名: 山崎尭嗣
  • 学会等名: 4th Asian Symposium on Plant Lipids
  • 発表場所: 香港
  • 年月日: 2011-12-03
• [学会発表] Histochemical analysis of MGD1, the gene responsible for bulk synthesis of monogalactosyldiacylglycerol (2011)
  • 著者名/発表者名: 山崎尭嗣
  • 学会等名: Shizuoka University International Symposium 2011
  • 発表場所: 静岡
  • 年月日: 2011-11-28
• [学会発表] 光合成膜主要糖脂質合成酵素の遺伝子発現制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山崎尭嗣
  • 学会等名: 第24回植物脂質シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-09-20
• [学会発表] 光合成膜主要糖脂質合成酵素の遺伝子発現制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山崎尭嗣
  • 学会等名: 第75回日本植物学会年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-09-18
• [学会発表] リン欠乏生育条件下でのシロイヌナズナ葉における貯蔵脂質蓄積の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 下嶋美恵
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2011-03-20
• [学会発表] シロイヌナズナのホスファチジン酸ホスファターゼ変異体におけるストレス応答の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 沼田光紗
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2011-03-20
• [学会発表] 光合成膜主要糖脂質合成酵素遺伝子MGD1の組織化学的発現解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山崎尭嗣
  • 学会等名: 第12回静岡ライフサイエンスシンポジウム
  • 発表場所: 静岡
  • 年月日: 2011-03-04
• [学会発表] Metabolic remodeling of glycerolipid synthesis in response to developmental and environmental changes (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Ohta
  • 学会等名: Gordon Research Conference
  • 発表場所: 米国・テキサス
  • 年月日: 2011-01-31
• [学会発表] シロイヌナズナ種子貯蔵脂質生合成におけるホスファチジン酸ホスファターゼの役割 (2010)
  • 著者名/発表者名: 下嶋美恵
  • 学会等名: 第23回植物脂質シンポジウム
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2010-11-27
• [学会発表] ABAを介したストレス応答におけるシロイヌナズナPAH1/2の役割 (2010)
  • 著者名/発表者名: 沼田光紗
  • 学会等名: 第23回植物脂質シンポジウム
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2010-11-27
• [学会発表] リン欠乏時の膜脂質転換におけるホスファチジン酸生成・分解機構の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 駿河航
  • 学会等名: 第23回植物脂質シンポジウム
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2010-11-27
• [学会発表] Multiple functions of phosphatidate phosphatases in glycerolipid biosynthesis (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Ohta
  • 学会等名: 19^<th> International Symposium on Plant Lipids
  • 発表場所: オーストラリア・ケアンズ
  • 年月日: 2010-07-15
• [図書] Molecular Biology and Bioengineering Springer-Verlag (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakamura Y, Kobayashi K, Shimojima M and Ohta H
  • 出版者: The Chloroplast Biochemistry
• [図書] Lipid Signaling in Plants Springer-Verlag Berlin Heidelberg (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakamura Y, and Ohta H
• [図書] The Chloroplast Biochemistry, Molecular Biology and Bioengineering (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakamura Y, Kobayashi K, Shimojima M, Ohta H
  • 出版者: Springer-Verlag
• [図書] Lipid Signaling in Plants (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakamura Y, Ohta H
  • 出版者: Springer-Verlag Berlin Heidelberg
• [産業財産権] 植物油脂の製造法 (2011)
  • 発明者名: 嶋美恵、円由香、太田啓之、遠藤 圭二
  • 権利者名: 東京工業大学、花王株式会社
  • 出願年月日: 2011-01-28
• [産業財産権] 植物油脂の製造法 (2011)
  • 発明者名: 下嶋美恵、円由香、太田啓之、遠藤圭二
  • 権利者名: 東京工業大学、花王株式会社
  • 産業財産権番号: 2011-016848
  • 出願年月日: 2011-01-28
• [産業財産権] 植物油脂の製造法 (2010)
  • 発明者名: 太田啓之、下嶋美恵、小泉遼太、遠 藤圭二
  • 権利者名: 東京工業大学、花王株式会社
  • 出願年月日: 2010-05-28
• [産業財産権] 植物油脂の製造法 (2010)
  • 発明者名: 太田啓之、下嶋美恵、小泉遼太、遠藤圭二
  • 権利者名: 東京工業大学、花王株式会社
  • 産業財産権番号: 2010-123162
  • 出願年月日: 2010-05-28