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宇宙放射線による葉緑体障害とオートファジーを中心とした障害除去機構の実態解明

研究課題

研究課題/領域番号 26506001
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 宇宙生命科学
研究機関東北大学

研究代表者

泉 正範  東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (80714956)

連携研究者 日出間 純  東北大学, 大学院生命科学研究科, 准教授 (20250855)
東谷 篤  東北大学, 大学院生命科学研究科, 教授 (40212162)
研究協力者 中村 咲耶  東北大学, 大学院生命科学研究科, 大学院生
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2014年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード葉緑体 / 宇宙放射線 / 光障害 / オートファジー / クロロファジー / 紫外線 / 植物 / シロイヌナズナ
研究成果の概要

本研究では、宇宙放射線による葉緑体障害の特徴づけを行うこと、その障害を除去し葉緑体機能を維持する「葉緑体クリアランス機構」の解析を行うこと、を目的とした。植物体地上部を用いた各種解析から、(1)各種放射線による葉緑体障害の程度、性質は一様ではないこと、(2)オートファジーが紫外線障害時のクリアランス機構として重要な役割を果たしていること、(3)その一つとして、壊れた葉緑体が丸ごと液胞に運ばれ分解されるクロロファジーが起こること、を新たに見出した。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] オックスフォード大学(英国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] カリフォルニア大学サンフランシスコ校(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] オックスフォード大学(英国)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [国際共同研究] カリフォルニア大学サンフランシスコ校(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Entire photodamaged chloroplasts are transported to the central vacuole by autophagy2017

    • 著者名/発表者名
      Izumi M, Ishida H, Nakamura S and Hidema J
    • 雑誌名

      Plant Cell

      巻: 29(2) 号: 2 ページ: 377-394

    • DOI

      10.1105/tpc.16.00637

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 生物情報科学・細胞生物学的手法から見えてきた植物栄養応答(2) イネの窒素リサイクルとオートファジー2016

    • 著者名/発表者名
      和田慎也, 泉正範
    • 雑誌名

      日本土壌肥料学雑誌

      巻: 87 ページ: 388-393

    • NAID

      130006145476

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Autophagy supports biomass production and nitrogen use efficiency at the vegetative stage in rice2015

    • 著者名/発表者名
      Wada S, Hayashida Y, Izumi M, Kurusu T, Hanamata S, Kanno K, Kojima S, Yamaya T, Kuchitsu K, Makino A, Ishida H
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: in press 号: 1 ページ: 60-73

    • DOI

      10.1104/pp.15.00242

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] From Arabidopsis to cereal crops: Conservation of chloroplast protein degradation by autophagy indicates its fundamental role in plant productivity.2015

    • 著者名/発表者名
      Izumi M, Hidema J, Ishida H
    • 雑誌名

      Plant Signaling & Behavior

      巻: 10 号: 11 ページ: e1101199-e1101199

    • DOI

      10.1080/15592324.2015.1101199

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Establishment of monitoring methods for autophagy in rice reveals autophagic recycling of chloroplasts and root plastids during energy limitation.2015

    • 著者名/発表者名
      Izumi M, Hidema J, Wada S, Kondo E, Kurusu T, Kuchitsu K, Makino A, Ishida H.
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: 169 号: 4 ページ: 1307-1320

    • DOI

      10.1104/pp.114.254078

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Transport of rice cyclobutane pyrimidine dimer (CPD) photolyase into mitochondria relies on a targeting sequence located in its C-terminal internal region.2014

    • 著者名/発表者名
      Takahashi S, Teranishi M, Izumi M, Takahashi M, Takahashi F and Hidema J.
    • 雑誌名

      The Plant Journal

      巻: 79 号: 6 ページ: 951-963

    • DOI

      10.1111/tpj.12598

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] シロイヌナズナ葉における葉緑体を部分分解するオートファジー経路の動態解析2017

    • 著者名/発表者名
      泉正範,大友康平,中村咲耶,日出間純,根本知己,石田宏幸
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 発表場所
      鹿児島・鹿児島大学
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 異常な形態を示す光障害葉緑体はクロロファジーによって選択的に分解される2017

    • 著者名/発表者名
      中村咲耶,日出間純,熊﨑茂一,児玉和矢,石田宏幸,泉正範
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 発表場所
      鹿児島・鹿児島大学
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 蛍光寿命画像顕微鏡によるシロイヌナズナの野生株とオートファジー欠損株の解析2017

    • 著者名/発表者名
      児玉和矢,泉正範,中村咲耶,寺嶋正秀,熊﨑茂一
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 発表場所
      鹿児島・鹿児島大学
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Visualization of chloroplast-targeted autophagy in Chlamydomonas reinhardt2017

    • 著者名/発表者名
      Li N, Nishimura Y, Ramundo S, Hidema J, Izumi M
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 発表場所
      鹿児島・鹿児島大学
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナ紫外線障害応答におけるオートファジーの重要性2016

    • 著者名/発表者名
      泉正範、中村咲耶、石田宏幸、日出間純
    • 学会等名
      日本宇宙生物科学会
    • 発表場所
      長久手・愛知医科大学
    • 年月日
      2016-10-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 紫外線障害時のオルガネラ分解における植物オートファジーの役割について2016

    • 著者名/発表者名
      中村咲耶、日出間純、石田宏幸、泉正範
    • 学会等名
      日本宇宙生物科学会
    • 発表場所
      長久手・愛知医科大学
    • 年月日
      2016-10-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Investigation of the involvement of ubiquitination associated with chloroplasts in chlorophagy induced by high light damage2016

    • 著者名/発表者名
      Kim H, Nakamura S, Ling Q, Jarvis P, Ishida H, Hidema J, Izumi M
    • 学会等名
      日本宇宙生物科学会
    • 発表場所
      長久手・愛知医科大学
    • 年月日
      2016-10-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ISS を利用した植物の太陽粒子線による障害とその修復機構に微小重力環境が及ぼす影響解析2016

    • 著者名/発表者名
      日出間純、泉正範、寺西美佳、中村咲耶、高橋昭久
    • 学会等名
      日本宇宙生物科学会
    • 発表場所
      長久手・愛知医科大学
    • 年月日
      2016-10-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナの光障害時においてオートファジーは異常葉緑体の除去に関わる2016

    • 著者名/発表者名
      泉正範、中村咲耶、石田宏幸、日出間純
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 発表場所
      佐賀・佐賀大学
    • 年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Autophagy for the elimination of photodamaged chloroplasts2016

    • 著者名/発表者名
      Izumi M, Ishida H, Nakamura S, Hidema J
    • 学会等名
      Gordon research conference on Mitochondria & Chloroplasts
    • 発表場所
      アメリカ合衆国・West Dover
    • 年月日
      2016-06-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photodamage-induced abnormal chloroplasts are selectively eliminated via microautophagy-like process2016

    • 著者名/発表者名
      Nakamura S、Hidema J、Ishida H、Izumi M
    • 学会等名
      Gordon research conference on Mitochondria & Chloroplasts
    • 発表場所
      アメリカ合衆国・West Dover
    • 年月日
      2016-06-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シロイヌナズナの光障害条件におけるオートファジーによる障害葉緑体の除去2016

    • 著者名/発表者名
      泉正範、石田宏幸、中村咲耶、日出間純
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 発表場所
      盛岡・岩手大学
    • 年月日
      2016-03-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 光障害を受けた葉緑体を選択的に除去するクロロファジーの特性について2016

    • 著者名/発表者名
      中村咲耶、泉正範、石田宏幸、日出間純
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 発表場所
      盛岡・岩手大学
    • 年月日
      2016-03-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] オートファジーはシロイヌナズナの花粉形成における高温障害を緩和する2016

    • 著者名/発表者名
      東谷篤志、泉正範、卲震華、中村咲耶
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 発表場所
      盛岡・岩手大学
    • 年月日
      2016-03-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] A role of autophagy in vegetative and reproductive growth under high-temperature condition in Arabidopsis thaliana2016

    • 著者名/発表者名
      卲震華、泉正範、東谷篤志
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 発表場所
      盛岡・岩手大学
    • 年月日
      2016-03-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] オートファジーによる光障害葉緑体の除去:選択的クロロファジー2016

    • 著者名/発表者名
      泉正範
    • 学会等名
      第18回植物オルガネラワークショップ
    • 発表場所
      盛岡・岩手大学
    • 年月日
      2016-03-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光合成オルガネラ「葉緑体」の動的性状を視るバイオイメージング2016

    • 著者名/発表者名
      泉正範
    • 学会等名
      第一回フロンティアバイオイメージング研究会
    • 発表場所
      仙台・東北大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 太陽放射光による障害葉緑体を分解するオートファジーの解析2015

    • 著者名/発表者名
      中村咲耶、泉正範、石田宏幸、日出間純
    • 学会等名
      日本宇宙生物科学会
    • 発表場所
      東京・帝京大学
    • 年月日
      2015-09-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナのRCBおよび葉緑体オートファジーにおけるATI(ATG8-interacting proteins)の役割について2015

    • 著者名/発表者名
      石田宏幸、西村翼、泉正範、Gad Galili、牧野 周
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 発表場所
      京都・京都大学
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] イネの栄養成長と老化葉の窒素リサイクルにおけるオートファジーの役割の解析2015

    • 著者名/発表者名
      和田慎也、林田泰和、泉正範、来須孝光、花俣繁、朽津和幸、牧野周、石田宏
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 発表場所
      京都・京都大学
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナにおけるオートファジーが亜鉛欠乏時に果たす役割2015

    • 著者名/発表者名
      江口雅丈、吉本光希、木村和彦、泉正範、和田慎也、牧野周、石田宏幸
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 発表場所
      京都・京都大学
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Roles of autophagy in plant response to ultraviolet-B or visible light induced damage2015

    • 著者名/発表者名
      Izumi M, Nakamura S, Ishida H, Hidema J
    • 学会等名
      15th International Congress of Radiation Research
    • 発表場所
      京都・国立京都国際会館
    • 年月日
      2015-05-25
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] イネにおけるオートファジーモニタリング系の構築と葉緑体タンパク質分解における機能評価2015

    • 著者名/発表者名
      泉 正範,日出間 純,和田 慎也,近藤 依里,来須 孝光,朽津 和幸,牧野 周,石田 宏幸
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 発表場所
      東京農業大学(東京)
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナにおけるクロロファジーの誘導要因の解析2015

    • 著者名/発表者名
      中村 咲耶,泉 正範,石田 宏幸,坂本 亘,日出間 純
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 発表場所
      東京農業大学(東京)
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Two types of autophagy for chloroplast degradation contribute to recycling of stromal proteins and quality control of entire chloroplast.2015

    • 著者名/発表者名
      Izumi M, Nakamura S, Hirota T, Ishida H, Hidema J
    • 学会等名
      Gordon research conference “Chloroplast Biotechnology”
    • 発表場所
      ベンチュラ(アメリカ合衆国)
    • 年月日
      2015-01-18 – 2015-01-23
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナの紫外線障害時に誘導されるオートファジーによる葉緑体分解2014

    • 著者名/発表者名
      泉正範, 石田宏幸, 牧野周, 日出間純
    • 学会等名
      日本宇宙生物科学会
    • 発表場所
      大阪府立大学(大阪)
    • 年月日
      2014-09-22 – 2014-09-23
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナの紫外線障害時におけるCPD光回復酵素とオートファジーの重要性評価2014

    • 著者名/発表者名
      中村咲耶, 泉正範, 日出間純
    • 学会等名
      日本宇宙生物科学会
    • 発表場所
      大阪府立大学(大阪)
    • 年月日
      2014-09-22 – 2014-09-23
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナにおける葉緑体オートファジーの機能解析-光障害時の役割について-2014

    • 著者名/発表者名
      泉正範, 石田宏幸, 牧野周, 日出間純
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 発表場所
      東京農工大学(東京)
    • 年月日
      2014-09-09 – 2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 光障害応答としての植物オートファジーの機能解析2014

    • 著者名/発表者名
      泉正範, 中村咲耶, 石田宏幸, 日出間純
    • 学会等名
      日本光生物学協会
    • 発表場所
      大阪市立大学(大阪)
    • 年月日
      2014-08-22 – 2014-08-23
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 植物の新たなオートファジー経路

    • URL

      http://www.tohoku.ac.jp/japanese/2017/01/press20170130-02.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2022-02-16  

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