発熱植物の呼吸代謝および温度センシング機構に関する研究

• 研究課題/領域番号: 24380182
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用分子細胞生物学
• 研究機関: 岩手大学
• 研究代表者: 伊藤 菊一 岩手大学, 農学部, 教授 (50232434)
• 研究分担者: 長田 洋 岩手大学, 工学部, 教授 (10261463)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 15,340千円 (直接経費: 11,800千円、間接経費: 3,540千円); 2015年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2014年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2013年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2012年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
• キーワード: 呼吸制御 / 発熱植物 / ザゼンソウ / 温度センシング / 細胞機能

研究成果の概要

恒温性を有する発熱植物であるザゼンソウを用い、その呼吸代謝並びに温度センシングメカニズムを明らかにするための解析を行った。その結果、ザゼンソウの発熱器官である肉穂花序由来のミトコンドリアが特異的な温度依存性呼吸を示すことが明らかになると共に、熱力学的な解析が温度依存的な呼吸に適用できることが判明した。

研究成果

• [国際共同研究] アデレード大学(オーストラリア)
• [国際共同研究] サセックス大学(英国)
• [雑誌論文] The biochemical basis for thermoregulation in heat-producing flowers. (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Umekawa, R.S. Seymour & K. Ito
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 号: 1 ページ: 24830-24830
  • DOI: 10.1038/srep24830
  • NAID: 120007179837
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The oxygen supply to thermogenic flowers (2015)
  • 著者名/発表者名: Roger S. Seymour, Kikukatsu Ito, Yui Umekawa, Philip D.G. Matthews & Stergios Arg. Pirintsos
  • 雑誌名: Plant, Cell & Environment 巻: 38 号: 4 ページ: 827-837
  • DOI: 10.1111/pce.12454
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Transcriptome analysis of thermogenic Arum concinnatum reveals the molecular components of floral scent production (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiko Onda, Keiichi Mochida, Takuhiro Yoshida, Tetsuya Sakurai, Roger Seymour, Yui Umekawa, Stergios Arg. Pirintsos, Kazuo Shinozaki, Kikukatsu Ito
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 5 号: 1 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1038/srep08753
  • NAID: 120007179835
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ミトコンドリアにおけるシアン耐性呼吸酵素（AOX）の構造と機能 (2014)
  • 著者名/発表者名: 伊藤菊一
  • 雑誌名: 光合成研究 巻: 24 ページ: 10-17
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Metabolite profiling reveals tissue- and temperature-specific metabolomic responses in thermoregulatory male florets of Dracunculus vulgaris (Araceae) (2013)
  • 著者名/発表者名: Ito, K., Takahashi, H., Umekawa, Y., Imamura, T., Kawasaki, S., Ogata, T., Kakizaki, Y. and Seymour, R.S.
  • 雑誌名: Metabolomics 巻: (in press) 号: 4 ページ: 919-930
  • DOI: 10.1007/s11306-013-0509-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unraveling the Heater: New Insights into the Structure of the Alternative Oxidase (2013)
  • 著者名/発表者名: Anthony L. Moore, Tomoo Shiba, Luke Young, Shigeharu Harada, Kiyoshi Kita, Kikukatsu Ito
  • 雑誌名: Annual Review of Plant Biology 巻: 64 号: 1 ページ: 637-663
  • DOI: 10.1146/annurev-arplant-042811-105432
  • 査読あり
• [雑誌論文] Different molecular bases underlie the mitochondrial respiratory activity in the homoeothermic spadices of Symplocarpus renifolius and transiently-thermogenic appendices of Arum maculatum (2012)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Kakizaki
  • 雑誌名: Biochemical Journal 巻: 445 号: 2 ページ: 237-246
  • DOI: 10.1042/bj20111978
  • 査読あり
• [学会発表] ザゼンソウの発熱制御安定性に関する研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高橋暁生，田中大貴，舘松達矢，千葉茂樹，伊藤菊一，長田 洋
  • 学会等名: 第70回応用物理学会東北支部学術講演会
  • 発表場所: 平川市
  • 年月日: 2015-12-03
• [学会発表] ザゼンソウにおける温度変化と逆相関を示す呼吸調節メカニズム (2015)
  • 著者名/発表者名: 梅川 結，伊藤菊一
  • 学会等名: 第38回分子生物学会年会・第88回生化学会大会合同大会 BMB2015
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] 植物ザゼンソウの恒温性メカニズムにおける負の活性化エネルギー (2015)
  • 著者名/発表者名: 梅川 結，伊藤菊一
  • 学会等名: 平成27年度 日本農芸化学会 東北支部 第150回大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2015-10-03
• [学会発表] de novo Transcriptome Analysis Reveals the Molecular Components of Floral Scent Production in Thermogenic Arum concinnatum (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiko Onda, Keiichi Mochida, Takuhiro Yoshida, Tetsuya Sakurai, Roger Seymour, Yui Umekawa, Stergios Arg. Pirintsos, Kazuo Shinozaki, Kikukatsu Ito
  • 学会等名: International Plant & Animal Genome XXIII
  • 発表場所: San Diego, CA, USA
  • 年月日: 2015-01-10 – 2015-01-14
• [学会発表] ザゼンソウの温度制御における地下器官の機能に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 工藤俊祐、高橋暁生、千葉茂樹、伊藤孝徳、伊藤菊一、長田 洋
  • 学会等名: 第66回応用物理学会東北支部学術講演会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2014-12-04 – 2014-12-05
• [学会発表] ザゼンソウ発熱組織から調製したミトコンドリアにおけるNADH呼吸の温度応答性に関する解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 梅川 結、Sayed Md Abu, 清藤駿成、 伊藤菊一
  • 学会等名: 第87回日本生化学会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [学会発表] Rotenone-insensitive internal alternative NADPH dehydrogenase-dependent respiration in the mitochondria from skunk cabbage: temperature responses of COX- and AOX-mediated respiration pathways. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yui Umekawa, Takanari Seito, Md Abu Sayed , and Kikukatsu Ito
  • 学会等名: EBEC2014
  • 発表場所: Lisbone
  • 年月日: 2014-07-12 – 2014-07-17
• [学会発表] Symplocarpus renifoliusにおける発熱調節と代謝変動に関する網羅的解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 梅川結,高橋秀行,今村智宏,伊藤菊一
  • 学会等名: 第85回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡(福岡)
  • 年月日: 2012-12-15
• [学会発表] ミトコンドリアにおけるシアン耐性呼吸酵素（AOX）の構造と機能
  • 著者名/発表者名: 伊藤菊一
  • 学会等名: 日本植物学会第77回大会
  • 発表場所: 北海道大学（札幌）
  • 招待講演
• [備考] ザゼンソウの恒温性メカニズムを解明
  • URL: http://www.iwate-u.ac.jp/news/news201604.shtml#2766