植物の新規窒素代謝制御機構の解明とその応用

• 研究課題/領域番号: 26850034
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 植物栄養学・土壌学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 高林 厚史 北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (90546417)
• 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: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 窒素代謝 / 植物 / 栄養学 / タンパク質複合体 / 葉緑体

研究成果の概要

窒素は植物の主要な栄養素であり、その利用効率の向上は持続可能な農業生産のために重要である。植物は体内の窒素量をモニターし、それに応答して様々な酵素の活性を調節していると考えられていたが、その機構の解明は十分ではなかった。私たちは、窒素代謝の新しい調節因子としてACR11タンパク質を見出した。さらなる研究により、ACR11は、窒素量に応答して、アンモニアや硝酸からアミノ酸を合成する経路の活性を制御していることが明らかになった。これらの結果は、植物の窒素代謝の調節機構を理解する上で重要な知見である。

研究成果

• [雑誌論文] Complete Chloroplast Genome Sequence of the Early-Divergent Green Alga Palmophyllum crassum (2017)
  • 著者名/発表者名: Furukawa R, Kunugi M, Ihara K, Takabayashi A, Tanaka A
  • 雑誌名: Genome Announcements 巻: 5 号: 10
  • DOI: 10.1128/genomea.01745-16
  • 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] PCoM-DB Update: a Protein Co-Migration Database for photosynthetic organisms (2017)
  • 著者名/発表者名: Takabayashi A, Takabayashi S, Takahashi K, Watanabe M, Uchida H, Murakami A, Fujita T, Ikeuchi M, Tanaka A
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 巻: 58 ページ: pcw219-pcw219
  • DOI: 10.1093/pcp/pcw219
  • NAID: 120006374987
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Towards artificial methanogenesis: biosynthesis of the [Fe]-hydrogenase cofactor and characterization of the semisynthetic hydrogenase (2017)
  • 著者名/発表者名: Bai L, Fujishiro T, Huang G, Koch J, Takabayashi A, Yokono M, Tanaka A, Xu T, Hu X, Ermler U, and Shima S
  • 雑誌名: Faraday Discussions 巻: - ページ: 37-58
  • DOI: 10.1039/c6fd00209a
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Accumulation of the components of cyclic electron flow around photosystem I in C4 plants, with respect to the requirements for ATP. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, N., Takabayashi, A., Sato, F. and Endo, T.
  • 雑誌名: Photosynth. Res. 巻: 129 号: 3 ページ: 261-277
  • DOI: 10.1007/s11120-016-0251-0
  • 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] NDH-mediated cyclic electron flow around photosystem I is crucial for C4 photosynthesis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, N., Takabayashi, A., Noguchi, K., Tazoe, Y., Yamamoto, H., von Caemmerer, S., Sato, F. and Endo, T.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 巻: 57 号: 10 ページ: 2020-2028
  • DOI: 10.1093/pcp/pcw127
  • 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] Direct interaction with ACR11 is necessary for post-transcriptional control of GLU1-encoded ferredoxin-dependent glutamate synthase in leaves (2016)
  • 著者名/発表者名: Takabayashi A, Niwata A, Tanaka A.
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: - 号: 1 ページ: 29668-29668
  • DOI: 10.1038/srep29668
  • NAID: 120005828479
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Evolution of Green Plants Accompanied Changes in Light-Harvesting Systems (2016)
  • 著者名/発表者名: Kunugi M, Satoh S, Ihara K, Shibata K, Yamagishi Y, Kogame K, Obokata J, Takabayashi A and Tanaka A
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: - 号: 6 ページ: 1231-1243
  • DOI: 10.1093/pcp/pcw071
  • NAID: 120006024384
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A megacomplex composed of both photosystem reaction centres in higher plants. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yokono M, Takabayashi A, Akimoto S and Tanaka A
  • 雑誌名: nature communications 巻: 26:6 号: 1 ページ: 6675-6675
  • DOI: 10.1038/ncomms7675
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pale-green phenotype of atl31 atl6 double mutant leaves is caused by disruption of 5-aminolevulinic acid biosynthesis in Arabidopsis thaliana (2015)
  • 著者名/発表者名: Maekawa S, Takabayashi A, Huarancca Reyes T, Yamamoto H, Tanaka A, Sato T and Yamaguchi J
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 10 号: 2 ページ: 1-14
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0117662
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 窒素代謝制御因子ACR11の生理 的機能の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高林厚史、庭田章弘、永森彩名、田中歩
  • 学会等名: 第58回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島県鹿児島市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] グルタミン酸合成を制御するタンパク質複合体の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 庭田章弘、高林厚史、田中歩
  • 学会等名: 植物生理学会
  • 発表場所: 岩手大学上田キャンパス（岩手県盛岡市）
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] Comprehensive detection of chloroplastic protein complexes revealed the novel regulator of nitrogen metabolisms (2015)
  • 著者名/発表者名: 高林厚史、田中歩
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 東京農業大学 世田谷キャンパス
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [図書] 光合成のエネルギー変換と物質変換 人工光合成をめざして (2015)
  • 著者名/発表者名: 杉浦 美羽・伊藤 繁・南後 守 編
  • 総ページ数: 296
  • 出版者: 化学同人
• [備考] 生物適応研究室
  • URL: http://www.lowtem.hokudai.ac.jp/plantadapt/
• [備考] 生物適応研究室Webページ
  • URL: http://www.lowtem.hokudai.ac.jp/plantadapt/
• [備考] PCoM-DB
  • URL: http://pcomdb.lowtem.hokudai.ac.jp/proteins/top