シグナル伝達及び光合成の時空間イメージングによる葉緑体の個性についての研究

• 研究課題/領域番号: 24657036
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 植物分子生物・生理学
• 研究機関: 京都府立大学
• 研究代表者: 椎名 隆 京都府立大学, 生命環境科学研究科(系), 教授 (10206039)
• 研究分担者: 熊崎 茂一 京都大学, 大学院理学研究科, 准教授 (40293401)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2012年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: 葉緑体 / Ca2+ / ROS / 表皮 / 免疫 / ストロミュール / 蛍光寿命顕微鏡 / シグナル / 可視化 / ミトコンドリア

研究概要

色素体は組織によって異なる機能や形態をもつ。本研究では、組織によって色素体の免疫応答における役割や色素体Ca2+シグナルの発生が異なることを明らかにした。まず、根と葉の色素体で、ストレスに応答して、異なった色素体Ca2+シグナルが生じることを明らかにした。また、表皮細胞の色素体が免疫応答におけるサリチル酸合成で特有な役割を果たしている可能性を示した。さらに、下胚軸の表皮細胞の葉緑体で、ABAやサリチル酸によるストロミュール誘導がCa2+やROSシグナルによって制御されていることも明らかにした。これらの研究から、色素体が組織別に特有の機能を持つことが分かった。

研究成果

• [雑誌論文] Recent advances in the study of chloroplast gene expression and its evolution (2014)
  • 著者名/発表者名: Yagi, Y and Shiina, T.
  • 雑誌名: Front. in Plant Sci 巻: (eCollection 2014) ページ: 5-61
• [雑誌論文] Calcium signaling in plant endosymbiotic organelles : mechanism and role in physiology (2014)
  • 著者名/発表者名: Nomura, H. and Shiina, T.
  • 雑誌名: Mol. Plant 巻: (in press)
• [雑誌論文] A scalable open-source pipeline for large-scale root phenotyping (2014)
  • 著者名/発表者名: Radka Slovak, Christian Göschl, Xiaoxue Su, Koji Shimotani, Takashi Shiina and Wolfgang Busch
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: (in press)
• [雑誌論文] Recent advances in the study of chloroplast gene expression and its evolution. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yagi, Y and Shiina, T.
  • 雑誌名: Front. in Plant Sci. 巻: 5 ページ: 61-61
  • 査読あり
• [雑誌論文] Calcium signaling in plant endosymbiotic organelles: mechanism and role in physiology. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nomura, H. and Shiina, T.
  • 雑誌名: Mol. Plant 巻: 未定
  • 査読あり
• [雑誌論文] A scalable open-source pipeline for large-scale root phenotyping. (2014)
  • 著者名/発表者名: 52) Radka Slovak1, Christian Göschl1, Xiaoxue Su, Koji Shimotani, Takashi Shiina and Wolfgang Busch
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 未定
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chloroplast envelope localization of EDS5, an essential factor for salicylic acid biosynthesis in Arabidopsis thaliana (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki K, Motomura Y, Yagi Y, Nomura H, Kikuchi S, Nakai M, Shiina T.
  • 雑誌名: Plant Signal Behav 巻: 8
• [雑誌論文] Overproduction of hyperthermostable β-1,4-endoglucanase from the archaeon Pyrococcus horikoshii by tobacco chloroplast engineering (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakahira Y, Ishikawa K, Tanaka K, Tozawa Y, Shiina T.
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem 巻: 77 ページ: 2140-3
  • NAID: 130003381889
• [雑誌論文] Chloroplast envelope localization of EDS5, an essential factor for salicylic acid biosynthesis in Arabidopsis thaliana. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki K, Motomura Y, Yagi Y, Nomura H, Kikuchi S, Nakai M, Shiina T.
  • 雑誌名: Plant Signal Behav. 巻: 8 号: 4 ページ: e23603-e23603
  • DOI: 10.4161/psb.23603
  • 査読あり
• [雑誌論文] Overproduction of hyperthermostable β-1,4-endoglucanase from the archaeon Pyrococcus horikoshii by tobacco chloroplast engineering. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakahira Y, Ishikawa K, Tanaka K, Tozawa Y, Shiina T.
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem. 巻: 77 ページ: 2140-2143
  • NAID: 130003381889
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vascular plant one-zinc-finger protein 1/2 transcription factors regulate abiotic and biotic stress responses in Arabidopsis. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakai Y, Nakahira Y, Sumida H, Takebayashi K, Nagasawa Y, Yamasaki K, Akiyama M, Ohme-Takagi M, Fujiwara S, Shiina T, Mitsuda N, Fukusaki E, Kubo Y, Sato MH.
  • 雑誌名: Plant J. 巻: 2013 73 号: 5 ページ: 761-75
  • DOI: 10.1111/tpj.12069
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transformation of thylakoid membranes during differentiation from vegetative cell into heterocyst visualized by microscopic spectral imaging. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kumazaki S, Akari M, Hasegawa M.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 巻: 161 号: 3 ページ: 1321-1333
  • DOI: 10.1104/pp.112.206680
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional characterization of ObgC in ribosome biogenesis during chloroplast development. (2012)
  • 著者名/発表者名: Bang WY, Chen J, Jeong IS, Kim SW, Kim CW, Jung HS, Lee KH, Kweon HS, Yoko I, Shiina T, Bahk JD.
  • 雑誌名: Plant J. 巻: 71 号: 1 ページ: 122-34
  • DOI: 10.1111/j.1365-313x.2012.04976.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Eukaryotic-type plastid nucleoid protein pTAC3 is essential for transcription by the bacterial-type plastid RNA polymerase. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yagi Y, Ishizaki Y, Nakahira Y, Tozawa Y, Shiina T.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 巻: 109 号: 19 ページ: 7541-6
  • DOI: 10.1073/pnas.1119403109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chloroplast-mediated activation of plant immune signalling in Arabidopsis. (2012)
  • 著者名/発表者名: Nomura H, Komori T, Uemura S, Kanda Y, Shimotani K, Nakai K, Furuichi T, Takebayashi K, Sugimoto T, Sano S, Suwastika IN, Fukusaki E, Yoshioka H, Nakahira Y, Shiina T.
  • 雑誌名: Nat Commun.26 巻: 3 号: 1 ページ: 926-926
  • DOI: 10.1038/ncomms1926
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolutionary aspects of plastid proteins involved in transcription: The transcription of a tiny genome is mediated by a complicated machinery. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yagi Y, Shiina T.
  • 雑誌名: Transcription 巻: 3 ページ: 1-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transformation of thylakoid membranes during differentiation from vegetative cell into heterocyst visualized by microscopic spectral imaging
  • 著者名/発表者名: Kumazaki S, Akari M, Hasegawa M.
  • 雑誌名: Plant Physiol 巻: 161 ページ: 1321-1333
• [学会発表] AMPが誘導する病害抵抗瀬遺伝子発現と光合成電子伝達 (2014)
  • 著者名/発表者名: 青山真夕、中井香奈、下谷紘司、佐野智、椎名隆
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会
  • 発表場所: 富山
• [学会発表] 葉緑体Ca^<2+>センサーCASを介した防御応答遺伝子発現の制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 下谷 紘司、青山 真夕、中井 香奈、佐野智、椎名 隆
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会
  • 発表場所: 富山
• [学会発表] ミトコンドリア局在機械受容チャネルMSL1の機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 艾原佐紀,原田尚実,市川美恵,古市卓也、椎名隆
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会
  • 発表場所: 富山
• [学会発表] PAMPが誘導する病害抵抗瀬遺伝子発現と光合成電子伝達 (2014)
  • 著者名/発表者名: 青山真夕、中井香奈、下谷紘司、佐野智、椎名隆
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会
  • 発表場所: 富山
• [学会発表] 葉緑体Ca2+センサーCASを介した防御応答遺伝子発現の制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 下谷 紘司、青山 真夕、中井 香奈、佐野 智、椎名 隆
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会
  • 発表場所: 富山
• [学会発表] 葉緑体光転写制御におけるコムギ葉緑体RNAポリメラーゼ複合体のDNA結合動態の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 本村幸也,八木祐介,中平洋一,戸澤譲,椎名隆
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] ウルシノキのトランスクリプトーム解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石崎陽子,岡本嘉明,佐藤貴彦,大藪泰,椎名隆
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] ミトコンドリアCa^<2+> センサータンパク質AtMICU1の機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山口咲希,八木祐介,椎名隆
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] チラコイド膜CASタンパク質が制御する防御関連転写因子群の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 下谷紘司,神田ゆい,中平洋一,椎名隆
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 光条件に依存する植物病理応答遺伝子の発現解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中井香奈,金麗花,中平洋一,椎名隆
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 植物免疫における葉緑体ラジカル制御タンパク質CASの下流で働く因子の単離と解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 野村裕也,藤原正幸,深尾陽一朗,椎名隆,吉岡博文
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Chloroplast Ca^<2+> and plant immunity (2013)
  • 著者名/発表者名: Shiina, T.
  • 学会等名: 3rd International Symposium on Chloroplast Genomics and Genetic
  • 発表場所: ニューブルンスイック 米国
• [学会発表] Functional Characterization of Mitochondrial Mechanosensitive Channel MSL1 in Arabidopsis thaliana (2013)
  • 著者名/発表者名: Yomogihara, S., Harada, N., Asakura, C., Yamaguchi, S., Ichikawa, M., Furuichi, T., Shiina, T.
  • 学会等名: 第24回国際シロイヌナズナ研究会議
  • 発表場所: シドニー オーストラリア
• [学会発表] Control of defense gene expression via chloroplast Ca^<2+> sensor protein CAS in Arabidopsis (2013)
  • 著者名/発表者名: Shimotani1, K., Nakai1, K., Nomura, H., Yoshioka, H., Shiina, T.
  • 学会等名: 第24回国際シロイヌナズナ研究会議
  • 発表場所: シドニー オーストラリア
• [学会発表] ミトコンドリア機械受容チャネルMSL1の機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 艾原佐紀,原田尚実,市川美恵,椎名隆
  • 学会等名: 日本植物学会第77回大会
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] 葉緑体accD 遺伝子プロモータの進化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石崎陽子,木寅翔太,新村周一,椎名隆
  • 学会等名: 日本植物学会第77回大会
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] 葉緑体Ca^<2+>センサーCASによる植物の免疫応答制御の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 下谷紘司,中井香奈,山崎加奈子,佐野智、椎名隆
  • 学会等名: 日本植物学会第77回大会
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] 葉緑体ストロミュールのABAによる誘導機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 椎名隆、金麗花
  • 学会等名: 日本植物学会第77回大会
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] Role of chloroplasts in plant defense responses (2013)
  • 著者名/発表者名: Shiina, T.
  • 学会等名: International Closing Meeting of the Research Unit 804‚ Retrograde Signaling in Plants
  • 発表場所: ミュンヘン ドイツ
• [学会発表] A role for chloroplast Ca^<2+> sensor protein CAS in regulation of intracellular Ca2+ signaling and plant defense responses (2013)
  • 著者名/発表者名: Shiina, T.
  • 学会等名: Indo-Japan Joint Workshop on "Signal sensing and transduction in photosynthetic organisms-from cyanobacteria to land plants"
  • 発表場所: ハイデラバード インド
• [学会発表] Chloroplast Ca2+ and plant immunity (2013)
  • 著者名/発表者名: Shiina, T.
  • 学会等名: 3rd International Symposium on Chloroplast Genomics and Genetic.
  • 発表場所: ニューブルンスイック 米国
  • 招待講演
• [学会発表] Role of chloroplasts in plant defense responses (2013)
  • 著者名/発表者名: Shiina, T.
  • 学会等名: International Closing Meeting of the Research Unit 804 &#8218;Retrograde Signaling in Plants’
  • 発表場所: ミュンヘン ドイツ
  • 招待講演
• [学会発表] A role for chloroplast Ca2+ sensor protein CAS in regulation of intracellular Ca2+ signaling and plant defense responses (2013)
  • 著者名/発表者名: Shiina, T.
  • 学会等名: Indo-Japan Joint Workshop on "Signal sensing and transduction in photosynthetic organisms-from cyanobacteria to land plants"
  • 発表場所: ハイデラバード インド
  • 招待講演
• [学会発表] unctional Characterization of Mitochondrial Mechanosensitive Channel MSL1 in Arabidopsis thaliana. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yomogihara, S., Harada, N., Asakura, C., Yamaguchi, S., Ichikawa, M., Furuichi, T., Shiina, T.
  • 学会等名: 第24回国際シロイヌナズナ研究会議
  • 発表場所: シドニー オーストラリア
• [学会発表] Control of defense gene expression via chloroplast Ca2+ sensor protein CAS in Arabidopsis. (2013)
  • 著者名/発表者名: Shimotani1, K., Nakai1, K., Nomura, H., Yoshioka, H., Shiina, T.
  • 学会等名: 第24回国際シロイヌナズナ研究会議
  • 発表場所: シドニー オーストラリア
• [学会発表] 葉緑体accD遺伝子プロモータの進化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石崎陽子，木寅翔太，新村周一，椎名隆
  • 学会等名: 日本植物学会第77回大会
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] 葉緑体Ca2+センサーCASによる植物の免疫応答制御の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 下谷紘司，中井香奈,山崎加奈子,佐野智、椎名隆
  • 学会等名: 日本植物学会第77回大会
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] 植物の細胞内シグナル伝達系と共生オルガネラ (2013)
  • 著者名/発表者名: 椎名隆
  • 学会等名: 第54回植物生理学会
  • 発表場所: 岡山市
  • 招待講演
• [学会発表] ミトコンドリアのCa2+センサータンパク質候補AtMICU1の機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 浅倉千洋
  • 学会等名: 第54回植物生理学会
  • 発表場所: 岡山市
• [学会発表] 葉緑体CASタンパク質による防御応答遺伝子の発現制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 下谷紘司、神田ゆい、中井香奈、山崎加奈子、椎名隆
  • 学会等名: 第54回植物生理学会
  • 発表場所: 岡山市
• [学会発表] ミトコンドリア機械受容チャネルMSL1の機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 𦫿原佐紀、原田尚実、市川美恵、古市卓也、椎名隆
  • 学会等名: 第54回植物生理学会
  • 発表場所: 岡山市
• [学会発表] 葉緑体ストレス応答プロモータpsbD KRPの構造とストレス応答性の進化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 木寅 翔太、椎名隆
  • 学会等名: 第54回植物生理学会
  • 発表場所: 岡山市
• [学会発表] Crosstalk between Plant Immunity and Chloroplasts (2013)
  • 著者名/発表者名: 椎名隆
  • 学会等名: 29th IPSR International Symposium and 5th Symposium on Plant Sciences
  • 発表場所: 倉敷市
  • 招待講演
• [学会発表] ウルシノキのトランス クリプトーム解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石崎 陽子, 岡本 嘉明, 佐藤 貴彦, 大藪 泰, 椎 名 隆
  • 学会等名: 第76回植物学会
  • 発表場所: 姫路市
• [学会発表] 光による防御応答遺伝 子の発現制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中井 香奈, 佐野 智, 椎 名 隆
  • 学会等名: 第76回植物学会
  • 発表場所: 姫路市
• [学会発表] 葉緑体CAS タンパク質 による防御応答関連転 写因子群の発現制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 下谷 紘司, 神田 ゆい, 椎名 隆
  • 学会等名: 第76回植物学会
  • 発表場所: 姫路市
• [学会発表] 葉緑体psbD 光応答プロモーターの光応答及びス トレス応答機能について (2012)
  • 著者名/発表者名: 木寅 翔太, 椎名 隆, 新村 修一
  • 学会等名: 第76回植物学会
  • 発表場所: 姫路市
• [学会発表] Light-dependent Expression of PAMP-induced Defense Genes (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Nakai, S. Sano and T. Shin
  • 学会等名: 10th International Plant Molecular Biology Congress
  • 発表場所: 済州島
• [学会発表] Transcription Factors Under the Control of Chloroplast-derived Immune Signalling Arabidopsis thaliana (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Shimotani, Y . Kanda and T. Shiina
  • 学会等名: 10th International Plant Molecular Biology Congress
  • 発表場所: 済州島
• [学会発表] Evolutionary Analysis of Plastid Psbd Light-responsive Promoters and Their Stress Response in Land Plants (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Kitora, S. Shimmura, M. Nozoe and T. Shiina
  • 学会等名: 10th International Plant Molecular Biology Congress
  • 発表場所: 済州島
• [学会発表] Chloroplast Ca2+ and Plant Immunity (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Shiina
  • 学会等名: 3rd International Symposium on Chloroplast Genomics and Genetic Engineerin
  • 発表場所: アメリカ New Brucswick市