耐塩性植物の創生をめざしたＮａおよびＫ輸送体の統合的基盤の構築

• 研究課題/領域番号: 22380056
• 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: 応用生物化学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 魚住 信之 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40223515)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2013-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 15,080千円 (直接経費: 11,600千円、間接経費: 3,480千円); 2012年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2011年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2010年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
• キーワード: 輸送体 / カリウム / ナトリウム / 遺伝子発現 / 膜タンパク質 / 耐塩性 / 浸透圧 / AtHKT1 / K輸送体 / シロイヌナズナ / イオンバランス / AtNHX1 / プロモーター / Na循環系 / 概日性リズム発現 / ルシフェラーゼ遺伝子 / Na輸送体 / AtKUP1 / AtHB

研究概要

乾燥や塩の集積によって環境の浸透圧が上昇することにより，その環境に生育する植物細胞は脱水による生命の危険にさらされる。水の移動は浸透圧に影響を受けており，具体的には生物においては陽イオンのNaとKが中心となる。この陽イオンの細胞内の濃度の調節を担う物質輸送体は植物細胞のイオン環境の維持において重要な役割を果たすこととなる。本研究では，NaとKの輸送体に関して，検討を加えて，膜輸送体の成り立ちを解析した。これまで輸送機能や役割が分かっていなかった輸送体を明らかにすることができた。環境ストレスに対抗するために必要なNaやKの輸送体の解析を通じて耐ストレス植物の分子育種の基盤の解明を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Thylakoid potassium channel is required for efficient photosynthesis in cyanobacteria (2012)
  • 著者名/発表者名: Checchetto, V., Segalla, A., Allorent, G., Rocca, N. L., Leanza, L., Giacometti, G.M., Uozumi, N., Finazzi, G., Bergantinoa,E., and Szabo, I
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 109 号: 27 ページ: 11043-11048
  • DOI: 10.1073/pnas.1205960109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure-Function Correlates in Plant Ion Channels In Egelman, E. (ed.) (2012)
  • 著者名/発表者名: Uozumi, N. and Deryer, I
  • 雑誌名: Comprehensive Biophysics Volume 6 - Channel Proteins Elsevier BV Amsterdam 巻: 6 ページ: 234-245
  • DOI: 10.1016/b978-0-12-374920-8.00628-7
  • ISBN: 9780080957180
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulatory mechanism of plant nyctinastic movement (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishimaru, Y., Hamamoto, S., Uozumi N., and Ueda, M
  • 雑誌名: An ion channel-related plant behavior Plant Electrophysiology(In Volkov, A. G. (ed.) Spring-Verlag, Berlin Heidelberg) 巻: - ページ: 125-142
  • DOI: 10.1007/978-3-642-29110-4_5
  • ISBN: 9783642291098, 9783642291104
  • 査読あり
• [雑誌論文] Potassium and sodium transporters : Improving salinity tolerance in plants In Tuteja, N., Gill, S.S., Tiburcio, A. F., Tuteja, R. (ed.) (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi1, T., Uozumi, N., and Horie, T
  • 雑誌名: Improving Crop Resistance to Abiotic Stress 巻: 23 ページ: 523-542
  • DOI: 10.1002/9783527632930.ch23
  • 査読あり
• [雑誌論文] A simple fed-batch method for transcription and insect cell-free translation (2011)
  • 著者名/発表者名: Sato,Y., Aizawa, K., Ezure, T., Ando, E., Uozumi, N.
  • 雑誌名: J. Bioscience and Bioeng. 巻: 114 号: 6 ページ: 677-679
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2012.06.015
  • NAID: 110009578165
  • 査読あり
• [雑誌論文] Plasma membrane aquaporin AqpZ protein is essential for glucose metabolism during photomixotrophic growth of Synechocystis sp (2011)
  • 著者名/発表者名: Akai, M., Onai, K., Kusano, M., Sato, M., Redestig, H., Toyooka, K., Morishita, M., Miyake, H., Hazama, A., Checchetto, V., Szabo, I., Matsuoka, K., Saito, K., Yasui, M., Ishiura, M., and Uozumi, N
  • 雑誌名: PCC 6803. J. Biol 巻: 286 号: 28 ページ: 25224-25235
  • DOI: 10.1074/jbc.m111.236380
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pollen tubes lacking a pair of K+ transporters fail to target ovules in Arabidopsis (2011)
  • 著者名/発表者名: Lu, Y., Chanroj, S., Zulkifli, L., Johnson, MR., Uozumi, N., Cheung, A., and Sze, H
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 23 号: 1 ページ: 81-93
  • DOI: 10.1105/tpc.110.080499
  • 査読あり
• [雑誌論文] Potassium channels in plant cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Dreyer, I. and Uozumi, N
  • 雑誌名: FEBS Journal 巻: 278 ページ: 4293-4303
  • 査読あり
• [雑誌論文] Plant-specific cation/H+ exchanger 17 and its homologs are endomembrane K+ transporters with roles in protein sorting J (2011)
  • 著者名/発表者名: Chanroj, S., Lu, Y., Padmanaban, S., Nanatani, K., Uozumi, N., Rao, R., and Sze, H
  • 雑誌名: Biol 巻: 286 号: 39 ページ: 3393-3393
  • DOI: 10.1074/jbc.m111.252650
  • 査読あり
• [雑誌論文] Plasma membrane aquaporin AqpZ protein is essential for glucose meta bolism during photomixotrophic growth of Synechocystis sp.PCC 6803 (2011)
  • 著者名/発表者名: Akai, et al
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 巻: 286 ページ: 25224-25235
  • 査読あり
• [雑誌論文] The KtrA and KtrE subunits are required for Na^+ dependent K^+ uptake by KtrB across the plasma membrane in Synechocystis sp (2010)
  • 著者名/発表者名: Zulkifli, L., Akai, M., Yoshikawa, A., Shimojima, M., Ohta, H., Guy HR., and Uozumi, N
  • 雑誌名: PCC 6803. J. Bacteriol 巻: 192 号: 19 ページ: 5063-5070
  • DOI: 10.1128/jb.00569-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles of tandem-pore K^+ channels in plants - a puzzle still to be solved (2010)
  • 著者名/発表者名: Voelker, C., Gomez-Porras, J. L., Becker, D., Hamamoto, S., Uozumi, N., Gambale, F., Mueller-Roeber, B., Czempinski, K., and Dreyer, I
  • 雑誌名: Plant Biology 巻: 12 号: s1 ページ: 56-63
  • DOI: 10.1111/j.1438-8677.2010.00353.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles of tandem-pore K+ channels in plants -a puzzle still to be solved (2010)
  • 著者名/発表者名: Voelker, et al
  • 雑誌名: Plant Biology 巻: 12 ページ: 56-63
  • 査読あり
• [雑誌論文] The KtrA and KtrE subunits are required for Na+ dependent K+ uptake by KtrB across the plasma membrane in Synechocystis sp.PCC 6803 (2010)
  • 著者名/発表者名: Zulkifli, et al
  • 雑誌名: J.Bacteriol. 巻: 192 ページ: 5063-5070
  • 査読あり
• [学会発表] Membrane transport system conferring the salinity tolerance to bacteria and plant cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Uozumi, N., Nanatani K., and Hamamoto, S
  • 学会等名: 6th Japan-Finland Biotechnology Symposium 2012
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 2012-06-05
• [学会発表] Shaker型K+チャネルファミリーに保存されている活性制御部位の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中山浩太、松本尚樹、浜本晋、魚住信之
  • 学会等名: 日本農芸化学会2012年度大会
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] Arabidopsis thaliana Shakerチャネルの昆虫細胞系構築とリン酸化部位の検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 南雲隆太,七谷圭,山形敦史,深井周也,魚住信之
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] Synechocystis sp. PCC 6803の浸透圧調節に関与するKdp系Kトランスポーターの機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 七谷圭、四十九俊彰、高野洋佑、山崎智子、Lalu Zulkifli、赤井政郎、飯塚龍、松本秀之、丸山央峰、新井史人、魚住信之
  • 学会等名: 創立90周年記念第64回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 神戸市
• [学会発表] 植物K流入系チャネルAKT1のリン酸化活性制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 浜本晋,中山浩太,松本尚樹,佐藤裕樹,七谷圭,魚住信之
  • 学会等名: 創立90周年記念第64回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 神戸市
• [学会発表] Functional characterization of K transporters in Synechocystis sp. PCC 6803 (2012)
  • 著者名/発表者名: Nanatani, K., Shijuku, Y., Takano, Y., Yamazaki, T., Zulkifli, L., Akai,M., Iitsuka, R., Matsumoto, H., Maruyama, H., Arai F., and Uozumi, N
  • 学会等名: The IUBMB & FEBS 2012 Congress
  • 発表場所: Seville, Spain
• [学会発表] Characterization of YVC1 Channel in Yeast Vacuolar Membrane (2012)
  • 著者名/発表者名: Hamamoto, S., Mori, Y., Yabe, I., Uozumi, N
  • 学会等名: 2012 International Ion Channel Conference
  • 発表場所: Jeju, Korea
• [学会発表] Functional characterization of K transporters in Synechocystis sp. PCC 6803. (2012)
  • 著者名/発表者名: Nanatani, K., Shijuku, Y., Takano, Y., Yamazaki, T., Zulkifli, L., Akai,M., Iitsuka, R., Matsumoto, H., Maruyama, H., Arai F., and Uozumi, N.
  • 学会等名: The IUBMB & FEBS 2012 Congress
  • 発表場所: Seville, Spain
• [学会発表] Characterization of YVC1 Channel in Yeast Vacuolar Membrane (2012)
  • 著者名/発表者名: Shin Hamamoto, Yasuo Mori, Isamu Yabe, Nobuyuki Uozumi
  • 学会等名: 2012 International Ion Channel Conference
  • 発表場所: Jeju，Korea
• [学会発表] Synechocystis sp. PCC 6803の浸透圧調節に関与するKdp系Kトランスポーターの機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 七谷圭、四十九俊彰、高野洋佑、山崎智子、Lalu Zulkifli、赤井政郎、飯塚龍、松本秀之、丸山央峰、新井史人、魚住信之
  • 学会等名: 創立90周年記念 第64回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 神戸市
• [学会発表] 植物K流入系チャネルAKT1のリン酸化活性制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 浜本晋 中山浩太 松本尚樹 佐藤裕樹 七谷圭 魚住信之
  • 学会等名: 創立90周年記念 第64回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 神戸市
• [学会発表] 植物のセシウム吸収力について (2011)
  • 著者名/発表者名: 魚住信之
  • 学会等名: 西郷村・生物工学シンポジウム
  • 発表場所: 福島県西郷村
  • 年月日: 2011-11-17
• [学会発表] 膜駆動系を構成する植物・ラン藻の輸送体 (2011)
  • 著者名/発表者名: 魚住信之
  • 学会等名: 第5回ハイスループットスクリーニングシステムと次世代DNAシーケンサーの相乗的応用
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] 植物イオンチャネル・トランスポーターの機能制御と分子基盤 (2011)
  • 著者名/発表者名: 魚住信之
  • 学会等名: 第6回トランスポーター研究会年会
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2011-06-11
• [学会発表] 植物イオンチャネル・トランスポーターの機能制御と分子基盤 (2011)
  • 著者名/発表者名: 魚住信之
  • 学会等名: 第６回トランスポーター研究会年会
  • 発表場所: 仙台市
• [学会発表] 巨大化酵母パッチクランプ法を用いた酵母陽イオンチャネルYVC1の輸送特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 浜本晋、森泰生、矢部勇、魚住信之
  • 学会等名: 第62回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 宮崎市
  • 年月日: 2010-10-29
• [学会発表] 高・低浸透圧ストレス適応に寄与するラン藻Synechocystis PCC6803のKdp・Msc膜輸送系の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 七谷圭、高野洋佑、鈴木石根、四十九俊彰、魚住信之
  • 学会等名: 日本農芸化学会東北支部・北海道支部合同支部大会(東北支部第145回大会)
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2010-09-28
• [学会発表] KAT1 is differentially phosphorylated by SnRK2.6 and calcium-dependent kinase, which reduces its transport activity (2010)
  • 著者名/発表者名: Uozumi, et al
  • 学会等名: International Workshop on Plant Membrane Biology
  • 発表場所: Adelaide, Australia
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] KAT1 is differentially phosphorylated by SnRK2.6 and calcium-dependent kinase, which reduces its transport activity (2010)
  • 著者名/発表者名: Uozumi, N., Sato, A, Sato, Y, Fukao, Y, Fujiwara, M, Umezawa ,T, Shinozaki, K, Hibi, T, Taniguchi, M, Miyake, M, Dreyer, I, Gambale, F, Goto, D
  • 学会等名: XV International Workshop on Plant Membrane Biology
  • 発表場所: Adelaide, Australia
• [学会発表] Membrane transport system conferring the salinity tolerance to bacteria and plant cells.
  • 著者名/発表者名: Uozumi, N., Nanatani K., and Hamamoto, S.
  • 学会等名: 6th Japan-Finland Biotechnology Symposium
  • 発表場所: Ｓｅｎｄａｉ