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2021 年度 実績報告書

ユビキチンリガーゼと鉄硫黄クラスターによる鉄栄養制御機構

研究課題

研究課題/領域番号 18H02115
研究機関石川県立大学

研究代表者

小林 高範  石川県立大学, 生物資源環境学部, 教授 (70590206)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード鉄欠乏 / ユビキチンリガーゼ / 鉄硫黄クラスター / イネ
研究実績の概要

ユビキチンリガーゼHRZの基質候補であるグルタレドキシン(OsGRX6、OsGRX9)、bZIP転写因子(OsbZIP83)について、論文投稿を行った。リコンビナントタンパク質の in vitro 実験については、定量的な解析により結果を確認した。イネの根抽出液を用いた in vitro 分解実験により、OsGRX6、OsGRX9、OsbZIP83がHRZ依存的に26Sプロテアソーム系により分解されることを確かめた。また、OsbZIP83の分解は鉄欠乏により促進されることを明らかにした。さらに、Yeast two-hybrid 実験で明らかになっていたOsHRZ1、OsHRZ2とOsGRX6、OsGRX9、OsbZIP83との相互作用、およびOsGRX6とOsbZIP83との相互作用については、BiFCアッセイにより植物細胞でも確証した。以上の結果と形質転換イネの結果により、OsGRX6、OsGRX9、OsbZIP83がHRZの制御下で鉄の利用性を正に制御する新規因子であることを明らかにした論文が採択され、翌年度にオンライン出版された(Kobayashi et al. 2022 Plant J. in press. DOI: 10.1111/TPJ.15767)。
これら以外のいくつかのHRZ基質候補についても、リコンビナントタンパク質の in vitro 実験により、HRZ依存的な26Sプロテアソーム系による分解が示唆された。また、当該タンパク質の発現を増減させた形質転換イネおよびCRISPR/Cas9による変異イネを順次作製し、鉄欠乏応答、鉄関連遺伝子の発現変化、金属の蓄積に関する解析を進めた。いくつかの遺伝子がこれらの形質に影響することを見いだした。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 進歩総説:植物のミネラル輸送研究最前線 10. 鉄の輸送とその制御機構2021

    • 著者名/発表者名
      小林 高範
    • 雑誌名

      日本土壌肥料学雑誌

      巻: 92 ページ: 141~147

    • DOI

      10.20710/dojo.92.2_141

    • 査読あり
  • [学会発表] イネ OsbZIP83 転写因子はユビキチンリガーゼ OsHRZ の制御下で鉄の体内輸送を促進する2022

    • 著者名/発表者名
      小林高範, 新川はるか, 永野惇, 西澤直子
    • 学会等名
      第63回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] イネのグルタレドキシンはユビキチンリガーゼ HRZ の制御下で鉄の利用を調節する2022

    • 著者名/発表者名
      新川はるか, 小林高範, 永野惇, 西澤直子
    • 学会等名
      第63回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] Regulation of plant iron deficiency responses by iron-sensing HRZ/BTS ubiquitin ligases2021

    • 著者名/発表者名
      Takanori Kobayashi
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacifichem Basin Societies 2021 (Pacifichem 2021)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 新規鉄肥料PDMAの効果検定とイネの鉄欠乏誘導性ペプチドOsIMAの機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      小林高範
    • 学会等名
      令和3年度 石川県立大学生物資源工学研究所 公開講座 2021年12月2日
    • 招待講演
  • [学会発表] ユビキチンリガーゼ HRZ によるイネの鉄シグナリング2021

    • 著者名/発表者名
      小林高範
    • 学会等名
      植物の栄養研究会 第6回研究交流会
    • 招待講演
  • [学会発表] ユビキチンリガーゼOsHRZのドメイン変異による鉄欠乏耐性・鉄蓄積イネの作製2021

    • 著者名/発表者名
      井原崇斗, 室田明星, 西澤直子, 小林高範, 中西啓仁
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2021年度例会
  • [図書] アルカリ性不良土壌での農業を可能にする環境調和型鉄吸収促進剤の開発 Vol. 79, No. 5, p. 386-387. バイオサイエンスとインダストリー2021

    • 著者名/発表者名
      小林高範, 鈴木基史, 難波康祐
    • 総ページ数
      2(本人担当部分)
    • 出版者
      (一財)バイオインダストリー協会

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公開日: 2022-12-28  

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