| 研究課題/領域番号 |
23K23569
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| 補助金の研究課題番号 |
22H02303 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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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 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
村田 芳行 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 教授 (70263621)
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| 研究分担者 |
宗正 晋太郎 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 准教授 (20641442)
中村 俊之 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 准教授 (90706988)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2025年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2024年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2023年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2022年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
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| キーワード | 気孔 / 孔辺細胞 / 活性カルボニル種 / グルタチオン / 気孔閉口 / サリチル酸 / アブシシン酸 / ジャスモン酸 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
陸上植物にとって、気孔は光合成のガス交換や養分の吸収・循環のための水分蒸散に必要な器官である。植物は環境変化に応じて気孔開度を調節する仕組みを持っており、その分子機構の解明は、植物の生存戦略の理解やその応用に不可欠である。
本研究では、活性酸素種生成を伴って気孔閉口を導くアブシシン酸、ジャスモン酸、サリチル酸の信号伝達経路において、①活性カルボニル種が共通の信号伝達因子として機能しているか否か、②活性カルボニル種の生成機構、③活性カルボニル種がグルタチオン抱合によって負に制御される仕組みを明らかにすることで、様々な環境刺激を統合して気孔開度を最適化する孔辺細胞信号伝達機構の完全解明を目指す。
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| 研究実績の概要 |
Islam (2016)らの方法に従い、サリチル酸処理した孔辺細胞または葉の表皮で生成した活
性カルボニル種を2,4-dinitrophenylhydrazineで標識後、HPLCで定量し、サリチル酸信号伝
達における活性カルボニル種の産生動態を解析した。アクロレインやHNEなど主要な活性カルボニル種の生成を検出した。また、活性カルボニル種消去剤や消去酵素（アルケナールリダクターゼ）によって、気孔閉口が阻害された。NADPHオキシダーゼ由来の活性酸素種をセカンドメッセンジャーとするアブシシン酸信号伝達やジャスモン酸信号伝達と同様に、アポプラスト（細胞壁）ペルオキシダーゼ由来の活性酸素種をセカンドメッセンジャーとするサリチル酸信号伝達においても活性カルボニル種が関与することを明らかにした。気孔閉口信号伝達を統合する因子として、活性カルボニル種が機能していることを明らかにした。また、アブシシン酸誘導気孔閉口ならびにジャスモン酸誘導気孔閉口と同様にサリチル酸誘導気孔閉口においても孔辺細胞内グルタチオンが気孔閉口を負に制御していることを明らかにし、その結果の一部をBiosci. Biotech. Biochem. (2022）に発表した。
また、サリチル酸処理した孔辺細胞で生成する活性カルボニル種の一つであるアクロレインを、蛍光色素アクロレインレッドで染色し、蛍光顕微鏡下で時空間的な活性カルボニル種（アクロレイン）生成の特徴を解析している。また、同時にDNPHによる測定結果との比較を行っている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
サリチル酸誘導気孔閉口における活性カルボニル種の関与とグルタチオンによる負の制御に関する結果を予定通りに得てきている。
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| 今後の研究の推進方策 |
研究計画の変更はなく、予定通り研究を進めて行く予定である。
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