カルシウムとイノシトールリン脂質の情報変換を制御する新規分子と細胞機能調節の解明

• 研究課題/領域番号: 25650093
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 植物分子・生理科学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 前島 正義 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (80181577)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2013年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 細胞内情報変換 / 細胞膜 / カルシウム / ホスファチジルイノシトール / 情報伝達 / 情報変換 / イノシトールリン脂質 / シグナル伝達 / ホスファチジルイノシトールリン酸

研究成果の概要

細胞膜での情報変換に関わるPCaP1とPCaP2に注目し、 次の成果を得た。根毛特異的に発現するPCaP2が根毛の形成と伸長に不可欠であること、すなわち根毛先端でのCaシグナルをホスファチジルイノシトールシグナルに変換することを明らかにした。また、PCaP2のN端23残基ペプチドを植物に発現させると無根毛株が得られので、この株を用いて根毛の水と無機イオン吸収等における役割を解明した。PCaP1の構造上の特徴に加えて、膜リン脂質、Ca2+およびMg2+との結合について詳細な知見を得た。またPCaP1の機能欠失株における気孔閉口障害を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] The histidine-rich loop of Arabidopsis vacuolar membrane zinc transporter AtMTP1 is involved in sensing cytosolic level of zinc. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, N., Fujiwara, T., Tomioka, R., Krämer, U., Kawachi, M., and Maeshima, M.
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: 56 号: 3 ページ: 510-519
  • DOI: 10.1093/pcp/pcu194
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Characteristics of a root hair-less line of Arabidopsis thaliana under physiological stresses. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, N., Kato, M., Tomioka, R., Kurata, R., Fukao, Y., Aoyama, T., and Maeshima, M.
  • 雑誌名: Journal of Experimental Botany 巻: 65 号: 6 ページ: 1497-1512
  • DOI: 10.1093/jxb/eru014
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dynamics of vacuoles and H+-pyrophosphatase visualized by monomeric green fluorescent protein in Arabidopsis: Artifactual bulbs and native intravacuolar spherical structures. (2014)
  • 著者名/発表者名: Segami, S., Makino, S., Miyake, A., Asaoka, M., and Maeshima, M.
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 26 号: 8 ページ: 3416-3434
  • DOI: 10.1105/tpc.114.127571
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Identification of the critical residues for the function of vacuolar H+-pyrophosphatase by amino acid screening based on the 3D structure. (2014)
  • 著者名/発表者名: Asaoka, M., Segami, S., and Maeshima, M.
  • 雑誌名: Journal of Biochemistry 巻: 156 号: 6 ページ: 333-344
  • DOI: 10.1093/jb/mvu046
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A role of phosphatidylinositol 3,5-bisphosphate in vacuolar structure change in guard cells of closing stomata. (2013)
  • 著者名/発表者名: Bak, G., Lee, E.J., Lee, Y., Kato, M., Segami, S., Heven, S., Maeshima, M., Hwang, J.U., and Lee, Y.
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 25 号: 6 ページ: 2202-2216
  • DOI: 10.1105/tpc.113.110411
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Ca2+-binding protein PCaP2 located on the plasma membrane is involved in root hair development as a possible signal transducer (2013)
  • 著者名/発表者名: Kato, M., et. al.
  • 雑誌名: Plant Journal 巻: (印刷中) 号: 4 ページ: 690-700
  • DOI: 10.1111/tpj.12155
  • 査読あり
• [学会発表] 根毛伸長時におけるシロイヌナズナCa2+結合タンパク質PCaP2とホスファチジルイノシトール-4,5二リン酸の細胞内動態. (2014)
  • 著者名/発表者名: 加藤真理子、前島正義、青山卓史
  • 学会等名: 植物脂質科学研究会シンポジウム
  • 発表場所: 静岡市産学交流センター
  • 年月日: 2014-11-28 – 2014-11-29
• [学会発表] 新規シグナル変換分子PCaP1は植物の水分屈性に関与している. (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中奈月、高橋秀幸、前島正義
  • 学会等名: 日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都国際会議場
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [学会発表] リン酸欠乏時に発現上昇する根毛タンパク質RHPPの機能解析. (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中奈月、奥田祥平、Ferjani Ali、郡司玄、前島正義
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 明治大学
  • 年月日: 2014-09-12 – 2014-09-14
• [学会発表] Characteristics of a root hair-less line of Arabidopsis thaliana under physiological stresses (2014)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, N., Kato, M., Tomioka, R., Kurata, R., Fukao, Y., Aoyama, T., and Maeshima, M.
  • 学会等名: Plant Biology Europe FESPB/EPSO 2014 Congress
  • 発表場所: Doublin, Irland
  • 年月日: 2014-06-21 – 2014-06-27
• [学会発表] 細胞膜局在型新規Ca2+結合タンパク質PCaP1 の構造とリガンド結合の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 相羽孝亮、長崎-武内菜穂子、前島正義
  • 学会等名: 日本生化学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜