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2017 年度 実績報告書

リン欠乏時の膜脂質転換はなぜ窒素欠乏でも重要か?

研究課題

研究課題/領域番号 15K07335
研究機関東京工業大学

研究代表者

下嶋 美恵  東京工業大学, 生命理工学院, 准教授 (90401562)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードリン欠乏 / 窒素欠乏 / 植物脂質
研究実績の概要

植物はリン欠乏にさらされると、生体膜を構成するリン脂質の大半を分解し、生成されたリンを細胞内に供給すると同時に、脂質・脂肪酸は糖脂質合成の基質として利用し、生成された糖脂質を失われたリン脂質の代替として利用する”リン欠乏時の膜脂質転換”という機構を持っている。この機構は、実はリン欠乏だけでなく、窒素欠乏にも重要であることがわかってきた。昨年度までに行った生化学的解析により、ホスファチジン酸ホスホヒドロラーゼPAH1およびPAH2は、窒素欠乏時の光合成活性の維持に寄与していることがわかった。そこで、野生株、変異体、PAH1過剰発現体について、通常生育条件、窒素欠乏条件における葉緑体の光合成膜の構造を電子顕微鏡により比較観察したところ、窒素欠乏条件特異的に、変異体の光合成膜は崩壊しやすいこと、また過剰発現体では光合成膜の構造維持がみられることがわかった。具体的には、窒素欠乏時の変異体の光合成膜のグラナーラメラ構造の数は著しく減少していた。また変異体では、窒素欠乏時特異的に光合成活性やクロロフィル含量が野生株や過剰発現体と比較して低いこともわかった。以上のことから、PAHは細胞質に局在し、通常時の生育においては大きな役割は担っていないが、少なくとも窒素欠乏下の小胞体や葉緑体の膜のホメオスタシスに寄与しており、その欠損は窒素欠乏時の生育に致命的であることが明らかになった。本研究成果については論文にまとめ、2017年度秋にFrontiers in Plant Scienceに受理された。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Arabidopsis Phosphatidic Acid Phosphohydrolases Are Essential for Growth under Nitrogen-Depleted Conditions.2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshitake Y, Sato R, Madoka Y, Ikeda K, Murakawa M, Suruga K, Sugiura D, Noguchi K, Ohta H, Shimojima M.
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 8 ページ: 1847

    • DOI

      10.3389/fpls.2017.01847

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 微細藻類ナンノクロロプシスにおいてベタイン脂質DGTSは低温およびリン欠乏ストレスへの適応に重要である2018

    • 著者名/発表者名
      村上博紀、信澤岳、堀孝一、下嶋美恵、太田啓之
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] ヒメツリガネゴケMADS-box遺伝子は受精に必要な水供給と精子運動を制御する2018

    • 著者名/発表者名
      越水静、小籐塁美子、佐々木(関本)結子、吉川雅英、下嶋美恵、太田啓之、重信秀治、壁谷幸子、日渡裕二、玉田洋介、村田隆、長谷部光泰
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] 植物のリン酸欠乏時における過剰な窒素施肥の効果2018

    • 著者名/発表者名
      吉竹悠宇志、太田啓之、下嶋美恵
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] 車軸藻植物クレブソルミディウムのオリゴ糖脂質合成酵素の機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      清水信介、渡邊汀、堀孝一、円由香、下嶋美恵、太田啓之
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] ゼニゴケMarchantia polymorphaにおけるリン欠乏時の膜脂質転換機構の解析2018

    • 著者名/発表者名
      中村将、北浦銀河、佐々木(関本)結子、堀孝一、岩井雅子、太田啓之、石崎公庸、下嶋美恵
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] Nannochloropsis oceanica NIES-2145におけるリン欠乏応答性遺伝子NPH1の機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      角谷夏恵、村上博紀、下嶋美恵、太田啓之
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] Lipid remodeling in response to environmental changes in the oleaginous alga Nannochloropsis2017

    • 著者名/発表者名
      Ohta H, Murakami H, Nobusawa T, Iwai M, Hori K, Shimojima M
    • 学会等名
      The 7th Asian Symposium on Plant Lipid
    • 国際学会
  • [学会発表] Plant reponse to the phosphate starvation under various nitrogen-controlled conditions2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshitake Y, Ohta H, Shimojima M
    • 学会等名
      The 7th Asian Symposium on Plant Lipid
    • 国際学会
  • [学会発表] Role of Lipid Transfer Protein 3,4 in wounding response of Arabidopsis thaliana2017

    • 著者名/発表者名
      Shimode K, Kanamori-Sato M, Chen J, Sasaki-Sekimoto Y, Shimojima M, Ohta H
    • 学会等名
      The 7th Asian Symposium on Plant Lipid
    • 国際学会
  • [学会発表] Galactolipid accumulation has a distinct role in organ-specific stress adaptation of Arabidopsis to acidic environments under phosphate-sufficient and -deficient conditions2017

    • 著者名/発表者名
      Murakawa M, Ohta H, Shimojima M
    • 学会等名
      The 7th Asian Symposium on Plant Lipid
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization of an inducible-MYB transcription factor under phosphorus-starved condition in Chlamydomonas reinhardtii2017

    • 著者名/発表者名
      Hidayati NA, Oshima YY, Iwai M, Hori K, Obayashi T, Fukuzawa H, Sakurai N, Shimojima M, Ohta H
    • 学会等名
      The 7th Asian Symposium on Plant Lipid
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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