ミトコンドリア膜リン脂質変異株が示す呼吸阻害と低温感受性に関する生理生化学的研究

• 研究課題/領域番号: 24570040
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物分子生物・生理学
• 研究機関: 埼玉大学
• 研究代表者: 西田 生郎 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (40189288)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2012年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: ホスファチジルエタノールアミン / ミトコンドリア内膜 / 呼吸活性 / シトクロムオキシダーゼ / 葉の発達 / 葉の呼吸活性 / リン脂質組成 / pect1-4 / AOX呼吸活性 / 早期花成 / cct1-2 / ap3様ホメオティック変異 / 低温感受性 / 形成葉分化促進 / 植物 / リン脂質 / 呼吸 / シトクロムｃオキシダーゼ / 小胞体油脂生合成 / 種子貯蔵タンパク質

研究成果の概要

ミトコンドリアは植物の呼吸を担う大切な細胞小器官である。ミトコンドリアの呼吸機能は内膜に組み込まれた呼吸鎖膜タンパク質複合体によって支配されることが分かっている。一方、内膜はホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルコリン、ホスファチジルグリセロール、カルジオリピンなどのリン脂質を含んでいるが、特に、ホスファチジルエタノールアミンは脂質二重膜構造を不安定化するにもかかわらず、内膜に大量に含まれている。本研究では、シロイヌナズナのホスファチジルエタノールアミン生合成変異株pect1-4を用いて、ホスファチジルエタノールアミンが内膜のシトクロムオキシダーゼ活性維持に必要であることを見いだした。

研究成果

• [雑誌論文] Epigenetic floral homeotic mutation in pD991-AP3-derived T-DNA-tagged lines for CTP:phosphorylcholine Cytidylyltransferase (CCT) genes: the homeotic mutation of the cct1-1 allele is enhanced by the cct2 allele and alleviated by CCT1 overexpression. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa, Y., Duan, Z., Yadake, M., Tsukano, J., Yamaoka, Y., Inatsugi, R., Fujiki, Y. Oikawa, A., Saito, K. and Nishida, I.
  • 雑誌名: J. Plant Biol. 巻: 58 号: 3 ページ: 183-192
  • DOI: 10.1007/s12374-014-0587-y
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mitochondrial phosphatidylethanolamine level modulates cytochrome c oxidase activity to maintain respiration capacity in Arabidopsis thaliana rosette leaves. (2013)
  • 著者名/発表者名: Otsuru, M., Yanbo, Y., Mizoi, J., Kawamoto–Fujioka, M., Wang, J., Fujiki, Y. and Nishida, I.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiology 巻: 54 号: 10 ページ: 1612-1619
  • DOI: 10.1093/pcp/pct104
• [雑誌論文] Rapid induction of lipid droplets in Chlamydomonas reinhardtii and Chlorella vulgaris by brefeldin A. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kim, S., Kim, H., Ko, D., Yamaoka, Y., Otsuru, M., Kawai-Yamada, M., Ishikawa, T., Oh, H.-M., Nishida, I., Li-Beisson, Y., and Lee, Y.
  • 雑誌名: PLOS one 巻: 8 号: 12 ページ: 295-304
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0081978
  • 査読あり
• [雑誌論文] The ABCA9 transporter facilitates seeds storage lipid synthesis at the endoplasmic reticulum. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kim, S., Yamaoka, Y., Ono, H., Kim, H., Shim, D., Maeshima, M., Martinoia, E., Cahoon, E.B., Nishida, I., Lee, Y.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 巻: 110 号: 2 ページ: 773-778
  • DOI: 10.1073/pnas.1214159110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic disruption of CRC 12S globulin increases seed oil content and seed yield in Arabidopsis thaliana. (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujiki, Y., Kudo, K., Ono, H., Otsuru, M., Yasuyo Yamaoka, Y., Akita, M. and Nishida, I.
  • 雑誌名: Plant Biotech. 巻: 000
  • NAID: 10031202052
  • 査読あり
• [学会発表] シロイヌナズナのpect1-4変異はシアン耐性呼吸変異aox1a-1と合成致死性を示す (2015)
  • 著者名/発表者名: 矢竹美樹、ユヤンボ、藤木友紀、野口航、西田生郎
  • 学会等名: 第56回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京農業大学（東京都・世田谷区）
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] A mechanism of early flowering in pect1-4 mutants of Arabidopsis thaliana (2015)
  • 著者名/発表者名: Natsumi Hoshino,Saki Ikegai,Miki Yadake,Mayu Nakagawa,Yuki Fujiki,Ikuo Nishida
  • 学会等名: 第56回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京農業大学（東京都・世田谷区）
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] Ikuo Nishida, Saki Ikegai, Miki Yadake, Natsumi Hoshino, Mayu Nakagawa, Yuki Fujiki (2015)
  • 著者名/発表者名: The mechanism of early flowering in pect1-4 mutants-A new hypothesis
  • 学会等名: Gordon Research Conference
  • 発表場所: Galvestone, USA
  • 年月日: 2015-02-01 – 2015-02-06
• [学会発表] Combination of the genetic disruption of 12S globulins and the overexpression of BnDGAT1 improves seed oil productivity in Arabidopsis thaliana (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuki Fujiki,Ai Inanobe,Kazumasa Kudo,Asuka Kato,Ikuo Nishida
  • 学会等名: ISPL 21th International Symposium on Plant Lipids
  • 発表場所: University of Guelph (Canada)
  • 年月日: 2014-07-10 – 2014-07-14
• [学会発表] Characterization of axillary bud formation in Arabidopsis pect1-4 mutants (2014)
  • 著者名/発表者名: Saki Ikegai,Miki Yadake,Masumi Otsuru,Mayu Nakagawa,Yuki Fujiki,Ikuo Nishida
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] シロイヌナズナpect1-4変異体が示す早期花成の誘導メカニズム (2014)
  • 著者名/発表者名: 矢竹美樹、生貝咲貴、大鶴真寿美、中川繭、藤木友紀、西田生郎
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] シロイヌナズナpect1-4変異は自律的経路を介して早期花成を誘導する (2013)
  • 著者名/発表者名: 生貝咲貴、矢竹美樹、大鶴真寿美、中川繭、藤木友紀、西田生郎
  • 学会等名: 第２６回植物脂質シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] シロイヌナズナにおけるpect1-4変異がもたらすミトコンドリアの脂質組成と呼吸活性への影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大鶴真寿美、Yu Yanbo, 溝井順哉、藤木友紀、西田生郎
  • 学会等名: 第26回植物脂質シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] シロイヌナズナにおけるcct変異はスフィンゴ脂質代謝を活性化し、稔性に影響を及ぼす (2013)
  • 著者名/発表者名: 矢竹美樹、相澤貴志、石川寿樹、藤木友紀、川合真紀、長谷川登志夫、西田生郎
  • 学会等名: 第26回植物脂質シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] Phosphatidylserine is involved in endocytic vesicles and important for phragmoplast formation in Arabidopsis thaliana (2013)
  • 著者名/発表者名: Y Yamaoka,Y Lee,I Nishida
  • 学会等名: 2013 Annual Meeting of the Korean Society of Plant Biologists & the 5th Asian Symposium on Plant Lipids
  • 発表場所: Gwangju
• [学会発表] Genetic disruption of 12S globulin genes increases seed oil content and seed yield in Arabidopsis thaliana (2013)
  • 著者名/発表者名: Y Fujiki,K Kudo,A Kato,I Nishida
  • 学会等名: 2013 Annual Meeting of the Korean Society of Plant Biologists & the 5th Asian Symposium on Plant Lipids
  • 発表場所: Gwangju
• [学会発表] Physiological significance of the phosphatidylethanolamine biosynthesis in Arabidopsis thaliana (2013)
  • 著者名/発表者名: Nishida, I.
  • 学会等名: 16th International Workshop on Plant Membrane Biology (IWPMB2013)
  • 発表場所: 倉敷芸文館
  • 招待講演
• [学会発表] pect1-4 mutation affects the cytochorome oxidase pathway capacity of mitochondrial respiration in Arabidopsis thaliana (2012)
  • 著者名/発表者名: Otsuru, M., Yu, Y., Fujiki, Y. and Nishida, I.
  • 学会等名: 20th International Symposium on Plant Lipids (ISPL2012)
  • 発表場所: Seville, Spain
• [備考] Nishida Lab Publication
  • URL: http://www.molbiol.saitama-u.ac.jp/~nishida/Nishida_Lab/Publication.html
• [備考] 国際共同研究が拓く油脂増産技術 －植物脂肪酸を油脂合成の場に運ぶしくみを解明－
  • URL: http://www.molbiol.saitama-u.ac.jp/~nishida/Nishida_Lab/Pub56.html