植物初期生育における液胞プロトンピロホスファターゼの役割の解明

• 研究課題/領域番号: 24770039
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 植物分子生物・生理学
• 研究機関: 東京学芸大学
• 研究代表者: FERJANI Ali 東京学芸大学, 教育学部, 准教授 (20530380)
• 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: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 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: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: H+PPase / fugu5変異体 / 代謝制御 / ピロリン酸 / ショ糖 / 糖新生 / 補償作用 / 葉の発生 / H+-PPase / 葉器官サイズ制御 / 細胞増殖 / 細胞伸長 / 液胞プロトンピロホスファターゼ

研究概要

ピロリン酸（PPi）の分解は、種子の貯蔵脂質をもとにした糖の新生、また、それを必要条件とした細胞増殖能保持に必須である。しかし、PPi分解酵素活性を消失したfugu5変異体について、糖の新生がなぜ特異的に阻害されるのかは謎である。貯蔵脂質からショ糖に到るまでの中間代謝産物を定量化した結果、過剰蓄積するPPiはUDP-Glucose Pyrophosphorylaseを特異的に阻害することで、糖新生と阻害することがわかった。さらに、グリオキシル酸回や糖新生に異常を持つ変異大群の子葉において補償作用が認められたことから、糖の新生の阻害は補償作用を引き起こすのに十分であると結論付けた。

研究成果

• [雑誌論文] Roles of the vacuolar H^+-PPase in seed storage oil mobilization and plant development (2014)
  • 著者名/発表者名: Ali Ferjani, Shoji Segami, Gorou Horiguchi, Yukari Muto, Masayoshi Maeshima and Hirokazu Tsukaya
  • 雑誌名: Plant Morphology 巻: 22 (印刷中) ページ: 45-51
  • NAID: 130005066549
• [雑誌論文] Roles of the vacuolar H+-PPase in seed storage oil mobilization and plant development (2014)
  • 著者名/発表者名: Ali Ferjani, Shoji Segami, Gorou Horiguchi, Yukari Muto, Masayoshi Maeshima, Hirokazu Tsukaya
  • 雑誌名: Plant Morphology 巻: In press
  • NAID: 130005066549
• [雑誌論文] Peptide Separation Methodologies for in-depth Proteomics in Arabidopsis. (2013)
  • 著者名/発表者名: Fukao, Y, Yoshida, M, Kurata, R, Kobayashi, M, Nakanishi, M, Fujiwara, M, Nakajima, K., and Feriani, A.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 巻: (in press) 号: 5 ページ: 808-815
  • DOI: 10.1093/pcp/pct033
  • NAID: 10031177057
  • 査読あり
• [雑誌論文] The ATM-dependent DNA damage response acts as an upstream trigger for compensation in the fas1 mutation during Arabidopsis leaf development (2013)
  • 著者名/発表者名: Hisagana T, Ferjani A, Horiguchi G, Ishikawa N, Fujikura U, Kubo M, Demura T, Fukuda H, Ishida T, Sugimoto K, Tsukaya H
  • 雑誌名: Plant Physiol. 巻: 162(2) 号: 2 ページ: 831-841
  • DOI: 10.1104/pp.113.216796
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Enhanced cell expansion in KRP2 overexpressor is mediated through increased V-ATPase activity. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ferjani, A., Ishikawa, K., Asaoka, M., Ishida, M., Horiguchi, G., Maeshima, M. and Tsukaya, H.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiology 巻: 54 号: 12 ページ: 1989-1998
  • DOI: 10.1093/pcp/pct138
  • 査読あり
• [雑誌論文] Class III compensation, represented by KRP2 overexpression, depends on V-ATPase activity in proliferative cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ferjani A, Ishikawa K, Asaoka M, Ishida M, Horiguchi G, and Tsukaya H.
  • 雑誌名: Plant Sig. Behav 巻: - 号: 11 ページ: e27204-e27204
  • DOI: 10.4161/psb.27204
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Regulation of PPi levels through the vacuolar membrane H+-pyrophosphatase (2013)
  • 著者名/発表者名: Ali Ferjani, Shoji Segami, Mariko Asaoka, Masayoshi Maeshima
  • 雑誌名: Progress in Botany 巻: 75
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of V-ATPase-independent candidate pathways that control cell expansion in Arabidopsis (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Hanai, Y. Kazama, T. Hirano, T. Abe, and A. Ferjani
  • 雑誌名: RIKEN Accelerator Progress Report 巻: 45 ページ: 208-208
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of V-ATPase-independent candidate pathways that control cell expansion in Arabidopsis (2012)
  • 著者名/発表者名: Kenya Hanai, Yusuke Kazama, Tomonari Hirano, Tomoko Abe and Ali Ferjani
  • 雑誌名: RIKEN Accelerator Progress Report 巻: 45 ページ: 208-208
  • 査読あり
• [学会発表] The Biological Roles of Pyrophosphatases : The Ever-Missing Piece in Modern Biochemistry (2014)
  • 著者名/発表者名: Ali Ferjani
  • 学会等名: 「新学術領域研究植物発生ロジック」・メタボローム勉強会
  • 発表場所: 鶴岡市先端研究産業支援センター、鶴岡市
• [学会発表] The metabolic target of pyrophosphate, a mysterious player in plant metabolism, identified (2014)
  • 著者名/発表者名: Ali Ferjani, Kensuke Kawade, Akira Oikawa, Mariko Asaoka, Kazuki Takahashi, Masanori Ishida, Masayoshi Maeshima, Masami Yokota Hirai, Kazuki Saito, Hirokazu Tsukaya
  • 学会等名: 25th International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Canada, Vancouver
• [学会発表] The execution of developmental programs in all epidermal cell types are restrained by PPi overaccumulation (2014)
  • 著者名/発表者名: Shizuka Gunji, Hirokazu Tsukaya, Ali Ferjani
  • 学会等名: 25th International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Canada, Vancouver
• [学会発表] The Biological Roles of Pyrophosphatases: The Ever-Missing Piece in Modern Biochemistry (2014)
  • 著者名/発表者名: Ali Ferjani
  • 学会等名: 「新学術領域研究 植物発生ロジック」・メタボローム勉強会
  • 発表場所: 鶴岡市先端研究産業支援センター・鶴岡市
  • 招待講演
• [学会発表] 葉は自分の大きさをどのように認識しているのか? (2013)
  • 著者名/発表者名: Ferjani Ali
  • 学会等名: 東京学芸大学附属高等学校スーパー・サイエンス・ハイスクール(SSH)
  • 発表場所: 東京学芸大学付属高等学校、東京世田谷区 (特別講義)
  • 年月日: 2013-10-28
• [学会発表] リン酸およびピロリン酸濃度は植物の形態形成に明確な影響を及ぼす (2013)
  • 著者名/発表者名: 福田茉由,瀬上紹嗣,Ali Ferjani,前島正義
  • 学会等名: 日本農芸化学会中部支部第168回例会
  • 発表場所: 日名古屋大学・名古屋市
  • 年月日: 2013-10-12
• [学会発表] シロイヌナズナH^+-PPaseは表皮細胞の形状と気孔の発達にも関与する (2013)
  • 著者名/発表者名: 郡司玄,塚谷裕一, Ferjani Ali
  • 学会等名: 日本植物形態学会第25回総会・大会
  • 発表場所: 北海道大学、札幌市
  • 年月日: 2013-09-12
• [学会発表] Keep an eye on PPi : The vacuolar-type H^+-pyrophosphatase regulates postgerminative development in Arabidopsis (2013)
  • 著者名/発表者名: Ferjani Ali, Segami Shoji, Horiguchi Gorou, Muto Yukari, Maeshima Masayoshi, Tsukaya Hirokazu
  • 学会等名: 日本植物形態学会第25回総会・大会
  • 発表場所: 北海道大学、札幌市(平瀬賞受賞記念ポスター)
  • 年月日: 2013-09-12
• [学会発表] Implications of H^+-PPase in plant development (2013)
  • 著者名/発表者名: Ali Ferjani
  • 学会等名: Integrative Graduate Education and Research Program in Green Natural Sciences・IGER SEMINAR
  • 発表場所: Nagoya Univ.
  • 年月日: 2013-06-11
• [学会発表] 液胞膜H^+−ピロホスファターゼの分子細胞生理学 (2013)
  • 著者名/発表者名: 福田茉由、瀬上紹嗣、Ali Ferjani、前島正義
  • 学会等名: 第77回日本生化学会中部支部例会・シンポジウムプログラム・抄録集
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2013-05-25
• [学会発表] The vacuolar type H^+-PPase is the master regulator of cytosolic PPi homeostasis in Arabidopsis (2013)
  • 著者名/発表者名: Ali Ferjani, Masanori Ishida, Shoji Segami, Yukari Muto, Azusa Sakata, Gorou Horiguchi, Masayoshi Maeshima, Hirokazu Tsukaya
  • 学会等名: International Workshop on Plant Membrane Biology XVI
  • 発表場所: Kurashiki, Japan
• [学会発表] ECH2 AND H^+-PYROPHOSPHATASE CORRELATIVELY ACT IN OILSEED MOBILIZATION DURING GERMINATION (2013)
  • 著者名/発表者名: Ali Ferjani, Mana Katano, Yusuke Kazama, Tomonari Hirano, Tomoko Abe, Hirokazu Tsukaya
  • 学会等名: 24th International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Sydney, Australia
• [学会発表] Compensated cell expansion in KRP2 o/e is mediated through increased V-ATPase activity (2013)
  • 著者名/発表者名: Ali Ferjani, Kazuki Ishikawa, Mariko Asaoka, Masanori Ishida, Gorou Horiguchi, Masayoshi Maeshima, Hirokazu Tsukaya
  • 学会等名: 日本植物学会第77回大会研究発表記録
  • 発表場所: 北海道大学、札幌市
• [学会発表] 液胞膜H^+- Pyrophosphataseの酵素活性と生理現象の関連性の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 浅岡真理子、瀬上紹嗣、Ali Ferjani、前島正義
  • 学会等名: 日本植物学会第77回大会研究発表記録
  • 発表場所: 北海道大学、札幌市
• [学会発表] 液胞膜H^+-ピロホスファターゼの分子細胞生理学 (2013)
  • 著者名/発表者名: 福田茉由、瀬上紹嗣、Ali Ferjani、前島正義
  • 学会等名: 日本植物学会第77回大会研究発表記録
  • 発表場所: 北海道大学、札幌市
• [学会発表] ピロリン酸の過剰な蓄積が表皮細胞の形状と気孔の発達に明確な影響を及ぼす (2013)
  • 著者名/発表者名: 郡司玄, 塚谷裕一, Ferjani Ali
  • 学会等名: 「植物発生ロジック」平成25年度若手ワークショップ
  • 発表場所: アイ・アイ・ランド、大阪府
• [学会発表] 液胞膜局在形H^+-PPaseによるPPiの除去機能が表皮細胞の形状および気孔の発達に与える影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: Ferjani Ali
  • 学会等名: 第5回植物科学若手研究会
  • 発表場所: 愛知県、犬山市
• [学会発表] ECH2 AND H+-PYROPHOSPHATASE CORRELATIVELY ACT IN OILSEED MOBILIZATION DURING GERMINATION (2013)
  • 著者名/発表者名: Ali Ferjani, Mana Katano, Yusuke Kazama, Tomonari Hirano, Tomoko Abe, Hirokazu Tsukaya
  • 学会等名: 24th International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Sydney Convention and Exhibition Centre・Australia・Sydney
• [学会発表] Compensated cell expansion in KRP2 o/e is mediated through increased V-ATPase activity (2013)
  • 著者名/発表者名: Ali Ferjani, Kazuki Ishikawa, Mariko Asaoka, Masanori Ishida, Gorou Horiguchi, Masayoshi Maeshima, Hirokazu Tsukaya
  • 学会等名: 日本植物学会第77回大会
  • 発表場所: 北海道大学・札幌市
• [学会発表] 液胞膜 H+- Pyrophosphatase の酵素活性と生理 現象の関連性の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 浅岡 真理子、瀬上 紹嗣、Ali Ferjani、 前島 正義
  • 学会等名: 日本植物学会第77回大会
  • 発表場所: 北海道大学・札幌市
• [学会発表] 液胞膜 H+- ピロホスファターゼの分子細 胞生理学 (2013)
  • 著者名/発表者名: 福田 茉由、瀬上 紹嗣、Ali Ferjani、前島 正義
  • 学会等名: 日本植物学会第77回大会
  • 発表場所: 北海道大学・札幌市
• [学会発表] ピロリン酸の過剰な蓄積が表皮細胞の形状と気孔の発達に明確な影響を及ぼす (2013)
  • 著者名/発表者名: 郡司 玄, 塚谷 裕一, Ferjani Ali
  • 学会等名: 「植物発生ロジック」平成25年度若手ワークショップ
  • 発表場所: アイ・アイ・ランド・大阪府
• [学会発表] 液胞膜局在形H+-PPaseによるPPiの除去機能が表皮細胞の形状および気孔の発達に与える影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: FERJANI Ali
  • 学会等名: 第5回植物科学若手研究会
  • 発表場所: 愛知県・犬山市
• [学会発表] The vacuolar type H+-PPase is the master regulator of cytosolic PPi homeostasis in Arabidopsis (2013)
  • 著者名/発表者名: Ali Ferjani, Masanori Ishida, Shoji Segami, Yukari Muto, Azusa Sakata, Gorou Horiguchi, Masayoshi Maeshima, Hirokazu Tsukaya
  • 学会等名: International Workshop on Plant Membrane Biology XVI
  • 発表場所: 倉敷市芸文館（岡山県）
• [学会発表] Plant Vacuolar H^+-Pyrophosphatase : "The Master Regulator of cytosolic PPi Levels, but not Vacuolar pH" (2012)
  • 著者名/発表者名: Ferjani Ali
  • 学会等名: Okayama University, Faculty of Science, Department of Biology Seminar
  • 発表場所: Okayama Univ., Japan
  • 年月日: 2012-12-07
• [学会発表] ATM-DEPENDENT DNA DAMAGE RESPONSE COORDINATES CELL PROLIFERATION AND CELL EXPANSION IN ARABIDOPSIS LEAF GROWTH (2012)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Hisanaga, Ali Ferjani, Gorou Horiguchi, Naoko Ishikawa, Ushio Fujikura, Minoru Kubo, Taku Demura, Hiroo Fukuda, Takashi Ishida, Keiko Sugimoto and Hirokazu Tsukaya
  • 学会等名: 23rd International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Austria, Vienna
• [学会発表] ATPとPPi : 「光と陰のような存在がいつまで続くのか?」 (2012)
  • 著者名/発表者名: Ferjani Ali
  • 学会等名: 第4回植物科学若手研究会
  • 発表場所: 基礎生物学研究所、愛知県、岡崎市
• [学会発表] Compensated cell enlargement in fugu5 mutant occurs through a unique pathway (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Ferjani, M. Katano, Y. Kazama, T. Hirano, T. Abe and H. Tsukaya
  • 学会等名: 10th International Congress on Plant Molecular Biology
  • 発表場所: ICC Jeju, Jeju, Korea
• [学会発表] Compensated cell enlargement in fugu5 mutant occurs through a unique pathway (2012)
  • 著者名/発表者名: Ali Ferjani, Mana Katano, Yusuke Kazama, Tomonari Hirano, Tomoko Abe and Hirokazu Tsukaya
  • 学会等名: 10th International Congress on Plant Molecular Biology
  • 発表場所: ICC Jeju (Jeju・Korea)
• [学会発表] ATPとPPi：「光と陰のような存在がいつまで続くのか？」 (2012)
  • 著者名/発表者名: FERJANI Ali
  • 学会等名: 第4回植物科学若手研究会
  • 発表場所: 基礎生物学研究所（愛知県）
• [学会発表] fugu5変異体に見られる補償作用の背景には独自の細胞伸長制御系が存在する (2012)
  • 著者名/発表者名: 片野真奈、風間裕介、平野智也、阿部知子、塚谷裕一、Ali Ferjani
  • 学会等名: 日本植物学会第76回大会
  • 発表場所: 兵庫県立大学姫路書写キャンパス（兵庫県））
• [学会発表] ATM-DEPENDENT DNA DAMAGE RESPONSE COORDINATES CELL PROLIFERATION AND CELL EXPANSION IN ARABIDOPSIS LEAF GROWTH (2012)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Hisanaga, Ali Ferjani, Gorou Horiguchi, Naoko Ishikawa, Ushio Fujikura, Minoru Kubo, Taku Demura, Hiroo Fukuda, Takashi Ishida, Keiko Sugimoto and Hirokazu Tsukaya
  • 学会等名: 23rd International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Hofburg Imperial Palace (Vienna・Austria)
• [学会発表] fugu5に見られる補償作用の分子機構解明を目的としたDNAマイクロアレイ及び逆遺伝学的解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: Ferjani Ali, 岡本瑞穂, 石川直子, 堀口吾朗, 塚谷裕一
  • 学会等名: 日本植物形態学会第24回総会・大会
  • 発表場所: 兵庫県立大学
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] 植物の細胞伸長制御系におけるV-ATPaseの役割の解明を目的とした遺伝学的解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 花井研哉, 前田沙緒理, 風間裕介, 平野智也, 阿部知子, 塚谷裕一, Ferjani Ali
  • 学会等名: 日本植物形態学会第24回総会・大会
  • 発表場所: 兵庫県立大学
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] fugu5変異体に見られる補償作用の背景には独自の細胞伸長制御系が存在する (2011)
  • 著者名/発表者名: 片野真奈, 風間裕介, 平野智也, 阿部知子, 塚谷裕一, Ferjani Ali
  • 学会等名: 日本植物学会弟76回大会研究発表記録
  • 発表場所: 兵庫県立大学
• [学会発表] 液胞膜H+－ピロホスファターゼの分子細胞生理学
  • 著者名/発表者名: 福田茉由、瀬上紹嗣、Ali Ferjani、前島正義
  • 学会等名: 第7 7 回日本生化学会中部支部例会・シンポジウムプログラム・抄録集
  • 発表場所: 名古屋大学・名古屋市
• [学会発表] Implications of H+-PPase in plant development
  • 著者名/発表者名: Ali FERJANI
  • 学会等名: Integrative Graduate Education and Research Program in Green Natural Sciences・IGER SEMINAR
  • 発表場所: 名古屋大学・名古屋市
  • 招待講演
• [学会発表] シロイヌナズナH+-PPaseは表皮細胞の形状と気孔の発達にも関与する
  • 著者名/発表者名: 郡司玄, 塚谷裕一, Ferjani Ali
  • 学会等名: 日本植物形態学会第25回総会・大会
  • 発表場所: 北海道大学・札幌市
• [学会発表] Keep an eye on PPi: The vacuolar-type H+-pyrophosphatase regulates postgerminative development in Arabidopsis
  • 著者名/発表者名: Ferjani Ali, Segami Shoji, Horiguchi Gorou, Muto Yukari, Maeshima Masayoshi, Tsukaya Hirokazu
  • 学会等名: 日本植物形態学会第25回総会・大会「平瀬賞受賞記念のポスター」
  • 発表場所: 北海道大学・札幌市
• [学会発表] リン酸およびピロリン酸濃度は植物の形態形成に明確な影響を及ぼす
  • 著者名/発表者名: 福田茉由，瀬上紹嗣，Ali Ferjani, 前島正義
  • 学会等名: 日本農芸化学会中部支部第１６８回例会
  • 発表場所: 名古屋大学・名古屋市
• [学会発表] 葉は自分の大きさをどのように認識しているのか？
  • 著者名/発表者名: FERJANI Ali
  • 学会等名: 東京学芸大学附属高等学校スーパー・サイエンス・ハイスクール特別講義
  • 発表場所: 東京学芸大学附属高等学校・東京都世田谷区下馬
  • 招待講演
• [学会発表] “Plant Vacuolar H+-Pyrophosphatase: The Master Regulator of cytosolic PPi Levels, but not Vacuolar pH”
  • 著者名/発表者名: Ferjani Ali
  • 学会等名: Okayama University, Faculty of Science, Department of Biology Seminar
  • 発表場所: 岡山大学（岡山県）
  • 招待講演
• [学会発表] 植物の細胞伸長制御系におけるV-ATPaseの役割の解明を目的とした遺伝学的解析
  • 著者名/発表者名: 花井研哉、前田沙緒理、風間裕介、平野智也、阿部知子、塚谷裕一、Ferjani Ali
  • 学会等名: 日本植物形態学会第24回総会・大会
  • 発表場所: 兵庫県立大学姫路書写キャンパス（兵庫県）
• [学会発表] fugu5に見られる補償作用の分子機構解明を目的としたDNAマイクロアレイ及び逆遺伝学的解析
  • 著者名/発表者名: Ferjani Ali、岡本瑞穂、石川直子、堀口吾朗、塚谷裕一
  • 学会等名: 日本植物形態学会第24回総会・大会
  • 発表場所: 兵庫県立大学姫路書写キャンパス（兵庫県）
• [図書] Regulation of PPi Levels Through the Vacuolar Membrane H^+-pyrophosphatase. U. Lüttge et al. (eds), Progress in Botany 75 (2014)
  • 著者名/発表者名: Ferjani A, Segami S, Asaoka M, Maeshima M
  • 出版者: Springer-Verlag Berlin Heidelberg (Doi:10.1007/978-3-642-38797-5. 査読有)
• [備考] FERJANI ALI、日本植物形態学会・平瀬賞 受賞、2013年9月12日
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: http://www.ferjani-ali.jp/
• [備考] 研究室webページ
  • URL: http://www.ferjani-ali.jp/
• [備考] 大学webページ
  • URL: http://univinfo.u-gakugei.ac.jp/u-gakugei/hp/ferjani1.html
• [備考] 液胞型H+-PPaseによるピロリン酸の量の調節は植物の初期発生に重要である
  • URL: http://www.bio.nagoya-u.ac.jp/~yas/tokutei_plant_meristems/thesis10/thesis10-08.html