植物における窒素代謝の上流制御機構の解明

• 研究課題/領域番号: 25440129
• 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・生理科学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 今村 壮輔 東京工業大学, 資源化学研究所, 准教授 (70548122)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 窒素 / 窒素代謝 / 紅藻

研究成果の概要

窒素は、植物の生長を決定付ける栄養元素である。しかしながら、その重要性にも関わらず、窒素代謝の制御機構については不明な点が多い。窒素源の量が減少すると、そのシグナルは下流に伝達、特定の転写因子や酵素などが活性化され、最終的な窒素欠乏応答が引き起こされる。その一連の流れの内、窒素代謝の上流で機能する因子は、植物において同定されていない。本研究では、紅藻シゾンを用いて、窒素代謝の上流で機能する因子を同定して解析することを目的にした。本研究の成果により、TOR (target of rapamycin) が、窒素代謝の上流において、窒素同化遺伝子の発現などの窒素欠乏応答を制御している事が解明された。

研究成果

• [雑誌論文] TOR (target of rapamycin) is a key regulator of triacylglycerol accumulation in microalgae. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sousuke Imamura, Yasuko Kawase, Ikki Kobayashi, Mie Shimojima, Hiroyuki Ohta, and Kan Tanaka
  • 雑誌名: Plant Signal. Behav. 巻: in press 号: 3 ページ: e1149285-e1149285
  • DOI: 10.1080/15592324.2016.1149285
  • 査読あり
• [雑誌論文] Construction of a <i>URA5.3</i> deletion strain of the unicellular red alga <i>Cyanidioschyzon merolae</i>: A backgroundless host strain for transformation experiments (2015)
  • 著者名/発表者名: Keiko Taki, Toshiyuki Sone, Yuki Kobayashi, Satoru Watanabe, Sousuke Imamura, and Kan Tanaka
  • 雑誌名: The Journal of General and Applied Microbiology 巻: 61 号: 5 ページ: 211-214
  • DOI: 10.2323/jgam.61.211
  • NAID: 130005110096
  • ISSN: 0022-1260, 1349-8037
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Target of rapamycin (TOR) plays a critical role in triacylglycerol accumulation in microalgae (2015)
  • 著者名/発表者名: Imamura S, Kawase Y, Kobayashi I, Sone T, Era A, Miyagishima SY, Shimojima M, Ohta H, Tanaka K.
  • 雑誌名: Plant Mol. Biol. 巻: 89 号: 3 ページ: 309-318
  • DOI: 10.1007/s11103-015-0370-6
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Identification of centromere regions in chromosomes of a unicellular red alga, Cyanidioschyzon merolae (2015)
  • 著者名/発表者名: Yu Kanesaki, Sousuke Imamura, Motomichi Matsuzaki, and Kan Tanaka
  • 雑誌名: FEBS Lett. 巻: 589 号: 11 ページ: 1219-1224
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2015.04.009
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The nuclear-encoded sigma factor SIG4 directly activates transcription of chloroplast psbA and ycf17 genes in the unicellular red alga Cyanidioschyzon merolae (2015)
  • 著者名/発表者名: Gaku Fujii, Sousuke Imamura, Atsuko Era, Shin-ya Miyagishima, Mitsumasa Hanaoka, and Kan Tanaka
  • 雑誌名: FEMS Microbiol. Lett. 巻: 印刷中 号: 10
  • DOI: 10.1093/femsle/fnv063
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Stable Expression of a GFP-reporter Gene in the Red AlgaCyanidioschyzon merolae (2014)
  • 著者名/発表者名: Satoru Watanabe, Jun Sato, Sousuke Imamura, Mio Ohnuma, Yusaku Ohba, Taku Chibazakura, Kan Tanaka and Hirofumi Yoshikawa
  • 雑誌名: Biosci..Biotechnol. Biochem. 巻: 78 号: 1 ページ: 175-177
  • DOI: 10.1080/09168451.2014.877823
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression of budding yeast FKBP12 confers rapamycin susceptibility to the unicellular red alga Cyanidioschyzon merolae. (2013)
  • 著者名/発表者名: Imamura S, Ishiwata A, Watanabe S, Yoshikawa H, Tanaka K.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 439 号: 2 ページ: 264-269
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2013.08.045
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nuclear-encoded chloroplast RNA polymerase sigma factor SIG2 activates chloroplast-encoded phycobilisome genes in a red alga, Cyanidioschyzon merolae. (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujii G, Imamura S, Hanaoka M, Tanaka K.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 巻: 587 号: 20 ページ: 3354-3359
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2013.08.031
  • 査読あり
• [学会発表] 単細胞紅藻 Cyanidioschyzon merolaeにおける窒素欠乏応答低分子量GタンパクCmRAB5の機能解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 竹村時空、小林勇気、瀧景子、今村壮輔、田中寛
  • 学会等名: 第５７回 日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2016-03-20
• [学会発表] 単細胞紅藻類において暗誘導されるR1型MYB転写因子MYB2の機能解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 河瀬泰子、今村壮輔、田中寛
  • 学会等名: 第５７回 日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2016-03-20
• [学会発表] 単細胞紅藻Cyanidioschyzon merolaeのトリアシルグリセロール-3-リン酸アシルトランスフェラーゼの機能解析（ (2016)
  • 著者名/発表者名: 平澤英里、田中 寛、今村壮輔
  • 学会等名: 第５７回 日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] 微細藻類においてトリアシルグリセロール合成を制御するTORキナーゼ (2016)
  • 著者名/発表者名: 今村壮輔、河瀬泰子、小林一幾、曾根俊之、恵良厚子、宮城島進也、下嶋美恵、太田啓之、田中寛
  • 学会等名: 第５７回 日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] 単細胞紅藻シゾンの葉緑体光応答に関するCmHIKの機能解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小倉駿佑、安藤洸幸、佐藤大地、渡辺智、藤井岳、今村壮輔、田中寛、五十嵐雅之、内海龍太郎、華岡光正
  • 学会等名: 第５７回 日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] 単細胞紅藻シゾンの概日時計応答に関する細胞内シグナル伝達の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 片野貴章、雪竹健太郎、恵良厚子、宮城島進也、藤井岳、今村壮輔、田中寛、華岡光正
  • 学会等名: 第５７回 日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] 単細胞紅藻Cyanidioschyzon merolae（シゾン）の遺伝子改変ホスト株の分離 (2015)
  • 著者名/発表者名: 瀧景子、曾根俊之、小林勇気、渡辺智、今村壮輔、田中寛
  • 学会等名: 第38回 日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2015-12-03
• [学会発表] Overexpression of glycerol-3-phosphate acyltransferase improves TAG productivity in a unicellular red alga Cyanidioschyzon merolae (2015)
  • 著者名/発表者名: Eri Hirasawa, Kan Tanaka, Sousuke Imamura
  • 学会等名: 6th International Singapore Lipid Symposium/6th Asian Symposium on Plant Lipids
  • 発表場所: National University of Singapore
  • 年月日: 2015-12-03
  • 国際学会
• [学会発表] Target of rapamycin (TOR) plays a critical role in triacylglycerol accumulation in microalgae (2015)
  • 著者名/発表者名: Sousuke Imamura, Yasuko Kawase, Ikki Kobayashi, Toshiyuki Sone, Atsuko Era, Shin-ya Miyagishima, Mie Shimojima, Hiroyuki Ohta and Kan Tanaka
  • 学会等名: 6th International Singapore Lipid Symposium/6th Asian Symposium on Plant Lipids
  • 発表場所: National University of Singapore
  • 年月日: 2015-12-03
  • 国際学会
• [学会発表] Expression of cyanobacterial acyl-ACP reductase elevates the triacylglycerol level in the red alga Cyanidioschyzon merolae (2015)
  • 著者名/発表者名: Nobuko Sumiya, Yasuko Kawase, Jumpei Hayakawa, Mami Matsuda, Mami Nakamura, Atsuko Era, Kan Tanaka, Akihiko Kondo, Tomohisa Hasunuma, Sousuke Imamura and Shin-ya Miyagishima
  • 学会等名: 6th International Singapore Lipid Symposium/6th Asian Symposium on Plant Lipids
  • 発表場所: National University of Singapore
  • 年月日: 2015-12-03
  • 国際学会
• [学会発表] Regulation of ribosome RNA transcription in a unicellular red alga Cyanidioschyzon merolae (2015)
  • 著者名/発表者名: Sousuke Imamra、Yoshinori Fukunaga、Yuzuru Tozawa、Kan Tanaka
  • 学会等名: 2nd International Symposium Matryoshka-type Evolution of Eukaryotic Cells
  • 発表場所: Tsukuba
  • 年月日: 2015-09-30
  • 国際学会
• [学会発表] Functional analysis of nitrogen deficiency responsive transcription factor MYB1 in the red alga Cyanidioschyzon merolae (2015)
  • 著者名/発表者名: Takashi Kanzaki, Sousuke Imamura, Kan Tanaka
  • 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
  • 年月日: 2015-03-17
• [学会発表] 単細胞紅藻 Cyanidioschyzon merolae におけるTOR (target of rapamycin) の機能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 今村 壮輔、田中 寛
  • 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
  • 年月日: 2015-03-17
• [学会発表] 単細胞紅藻シゾンにおける葉緑体に依存した核遺伝子の光誘導転写制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大原 ひかる, 安藤 洸幸, 小倉 駿佑, 藤井 岳, 今村 壮輔, 田中 寛, 恵良 厚子, 宮城島 進也, 五十嵐 雅之, 内海 龍太郎, 華岡光正
  • 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
  • 年月日: 2015-03-16
• [学会発表] 単細胞紅藻 Cyanidioschyzon merolae における窒素同化系とその制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 今村 壮輔
  • 学会等名: 微細藻類研究会2014
  • 発表場所: 岡崎コンファレンスセンター
  • 年月日: 2014-12-22
  • 招待講演
• [学会発表] 藻類バイオ燃料生産に向けた分子生物学的アプローチ (2014)
  • 著者名/発表者名: 今村 壮輔
  • 学会等名: 化学工学会 2014年度開発型企業の会 第５回（拡大）技術交流会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2014-12-12
  • 招待講演
• [学会発表] 単細胞紅藻シゾンにおけるプラスチドシグナルを介した核遺伝子の転写制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 安藤洸幸、大原ひかる、小倉駿佑、藤井岳、今村壮輔、田中寛、恵良厚子、宮城島進也、五十嵐雅之、内海龍太郎、華岡光正
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜パシフィコ
  • 年月日: 2014-11-27
• [学会発表] 植物におけるTOR (target of rapamycin) の機能解明に向けて：ラパマイシンに感受性を示すシゾン株の構築 (2014)
  • 著者名/発表者名: 今村壮輔、石綿愛子、渡辺智、吉川博文、田中寛
  • 学会等名: 第8回 日本ゲノム微生物学会年会
  • 発表場所: 東京農業大学（東京）
• [学会発表] Cyanidioschyzon merolaeの光応答転写制御における二成分制御系の役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 安藤 洸幸、小倉 駿佑、佐藤 大地、藤井 岳、今村 壮輔、田中 寛、五十嵐 雅之、内海 龍太郎、華岡 光正
  • 学会等名: 日本農芸化学会平成２６年度大会
  • 発表場所: 明治大学（川崎）
• [学会発表] ラパマイシンに感受性を示すシゾン株の構築 ―植物におけるTORキナーゼの機能解明に向けて― (2013)
  • 著者名/発表者名: 今村壮輔、石綿愛子、渡辺智、吉川博文、田中寛
  • 学会等名: 第7回 日本ゲノム微生物学会若手の会
  • 発表場所: ろうきん研修所富士センター（静岡）
• [学会発表] 単細胞紅藻シゾンの葉緑体光応答と転写制御機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤 大地、安藤 洸幸、小倉 駿佑、藤井 岳、今村 壮輔、田中 寛、華岡 光正
  • 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）