| 研究課題/領域番号 |
17K07698
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
山田 直隆 九州大学, 農学研究院, 助教 (20304769)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 気孔閉鎖 / サリチル酸 / 硫化水素 / 一酸化窒素 / 活性酸素 / シグナル伝達 |
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| 研究実績の概要 |
サリチル酸（SA）の気孔閉鎖シグナル伝達への硫化水素の関与を確かめるため、孔辺細胞内の硫化水素量を蛍光イメージング法により調べた。硫化水素は無処理の孔辺細胞で検出されたが、その量はSA処理直後から減少し30分後には殆ど検出されなくなった。しかし、さらに時間が経つと硫化水素量は増加し処理１時間後には処理前の1.7倍に達していた。硫化水素量の上昇と気孔開閉が始まる時間は対応しており、SAによる硫化水素誘導と気孔閉鎖の関連性が示唆された。また、L-Cysteine desulfhydrase阻害剤アミノオキシ酢酸(AOA)は、SAによる硫化水素の上昇を抑制するとともに、SAの気孔閉鎖を完全に打ち消すことから、SAは孔辺細胞の硫化水素生合成を亢進していると考えられる。一方、AOAと同様にSAの気孔閉鎖を打ち消す一酸化窒素(NO)合成酵素阻害剤L-NAMEやNO消去剤PTIOは、SAによる硫化水素誘導を抑制しなかったので、SAの気孔閉鎖では発生する硫化水素は、NOの上流で働く重要なシグナル伝達物質であることが立証された。次に、孔辺細胞内の過酸化水素とNOのモニタリングを実施し、過酸化水素はSA処理5分までの短時間に処理前の２倍量以上まで誘導されるのに対し、NO量はSA処理30分後までは変化せず、60分後に処理前の２倍まで増加することを確認した。本年度、SA処理（10μM）により硫化水素、過酸化水素、NOが孔辺細胞内に一過性に発生誘導されることを明らかとし、各分子の発生量の最大時のタイミング、および増減パターンは異なることを見出した。さらに、共焦点レーザー顕微鏡を用い各分子が誘導局在化されている器官を調べた結果、硫化水素は孔辺細胞全体で一様に検出されるのに対し、過酸化水素は孔辺細胞の細胞膜とクロロプラスト、NOはクロロプラストのみに局在しており、各分子の発生器官が一致しないことを発見した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
サリチル酸が直接的に硫化水素を発生誘導することは確認できたので、初めの計画では、硫化水素により生成が誘導される気孔閉鎖活性物質8-SHcGMPの定量を遂行する予定であった。サリチル酸を処理したソラマメ幼葉中の8-SHcGMPの測定は進めているが、現状では、同一サンプルであっても8-SHcGMPが検出される場合とされない場合があり、再度、抽出・精製法の見直しが必要であり、予定していた8-SHcGMPの定量が遅れている状態である。
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| 今後の研究の推進方策 |
当初の計画通り、本年度に引き続きサリチル酸によって生じる硫化水素により生成誘導が予想される気孔閉鎖活性物質8-SHcGMPの定量を行い、サリチル酸が関与する気孔閉鎖での硫化水素のシグナル伝達物質としての機能を明らかとする。また、サリチル酸により硫化水素の他に、活性酸素、一酸化窒素が孔辺細胞内に発生誘導されるが、発生する器官および発生量の変動が各分子で異なること、さらにはサリリル酸が硫化水素生合成を亢進していることが明らか下ある。そこで今後は、硫化水素生合成阻害剤や過酸化水素生合成阻害物質の硫化水素、活性酸素、一酸化窒素誘導への影響を明らかとし、サリチル酸の気孔閉鎖シグナル伝達における各分子の関係性および役割を明らかとし、シグナル伝達機構を明らかとする。また、可能であればサリチル酸によるL-Cysteine desulfhydrase の発現誘導についても検討を加え、サリチル酸の作用点を検索する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
年度末に購入予定であった試薬が在庫切れであったために、一部の研究を実施をすることができず、本年度交付予定額を全て執行しなかった。次年度に当該研究は遂行する予定であり、残額は次年度交付金と合わせて執行する。
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