カルシウムチャネルを介した植物のストレス応答・増殖・死制御ネットワークの分子機構

2007 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19370023
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 朽津 和幸 東京理科大学, 理工学部, 教授 (50211884)
• キーワード: 膜電位依存性Ca^<2+>チャネル / 培養細胞 / 過敏感細胞死 / 感染防御応答 / プロテインキナーゼ / ファイトアレキシン / 酸化ストレス / エリシター

研究概要

イネの膜電位依存性Ca^<2+>チャネル候補遺伝子OsTPC1のレトロトランスポゾンTos17の挿入による機能破壊株では、タンパク質性エリシターTvXによりイネ培養細胞に誘導される過敏感細胞死の誘導やMAPキナーゼの活性化が抑制された。Ostpc1機能破壊株を用いて、TvXエリシター応答性遺伝子のトランスクリプトーム解析を行い、感染防御応答における機能解析を進めた。Ostpc1機能破壊株では、TvXにより発現が誘導される遺伝子群の一部について、発現の顕著な抑制が観察された。OsTPC1依存的にTvXにより急激に発現誘導を受ける遺伝子として、Ca^<2+>制御型プロテインキナーゼOsCIPKを同定した。RNAi法による発現抑制株を作成し解析した結果、TvXにより誘導される細胞死や防御遺伝子の発現誘導の抑制が観察された。Ostpc1機能破壊株やOsCIPKの発現抑制株においてTvX誘導性の発現誘導が抑制されていた遺伝子の中には、ファイトアレキシンの生合成に関与する遺伝子群が含まれており、OsTPC1,OsCIPKが、生体防御応答の過程で誘導される過敏感細胞死や抗菌性物質の合成の制御に関与する可能性が示唆された。一方タバコのCa^<2+>チャネル候補遺伝子NtTPC1Bの過剰発現培養細胞では、植物病原菌由来の感染シグナル分子により誘導される過敏感細胞死と、酸化ストレスに対する細胞の耐性が共に亢進されたことから、NtTPC1Bは、感染シグナル、酸化ストレスの双方に対する防御応答の制御に関与する可能性が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Synergistic Activation of Arabidipsis NADPH Oxidase AtrbohD by Ca^<2+> and Phosphorylation (2008)
  • 著者名/発表者名: Ogasawara, Y,. Kaya, H., Hiraoka, G,. Yumoto, F,. Kimura S,. Kadota Y,. Hishinuma, H,. Senzaki, E, Yamagoe, S., Nagata, K,. Nara, M,. Suzuki, K,. Tanokura, M., and Kuchitsu. K.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 283 ページ: 8885-8892
  • 査読あり
• [雑誌論文] Local Positive Feedback Regulation Determines Cell Shape in Root Hair Cells. (2008)
  • 著者名/発表者名: Takeda, S., Gapper, C., Kaya, H.,. Bell, E.., Kuchitsu, K.., and Dolan, L..
  • 雑誌名: Science 319 ページ: 1241-1244
  • 査読あり
• [雑誌論文] 植物のストレス応答情報伝達におけるカルシウムイオンの役割とその動員の分子機構 (2007)
  • 著者名/発表者名: 来須孝光、林晃之、朽津和幸
  • 雑誌名: 植物の生長調節 42(2) ページ: 121-129
• [雑誌論文] Spatiotemporal metabolic regulation of anthocyanin and its related compounds during development of marginal picotee petals in petunia hybrida(Solanaceae). (2007)
  • 著者名/発表者名: Saito, R., Kuchitsu, K., Ozeki, Y., Nakayama, M.
  • 雑誌名: J. Plant Res. 120(4) ページ: 563-568
  • 査読あり
• [雑誌論文] Elicitor-induced cytoskeletal rearrangement relates to vacuolar dynamics and execution of cell death: in vivo imaging of hypersensitive cell death in tobacco BY-2 cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Higaki, T., Goh, T.,Hayashi, T., Kutsuna, N., Kadota, Y., Hasezawa, S., Sano, T., Kuchitsu, K.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 48(10) ページ: 1414-1425
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pathogen-induced calmodulin isoforms in basal resistance against bacterial and fungal pathogens in tobacco. (2007)
  • 著者名/発表者名: Takabatake, T., Karita K., Seo, S., Mitsuhara, I., Kuchitsu, K., Ohashi, Y.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 48(3) ページ: 414-423
  • 査読あり
• [学会発表] タンパク質性エリシターにより誘導されるイネ培養細胞の感染防御応答におけるCa^<2+>シグナル伝達系関連因子の機能解析:ジテルペン型ファイトアレキシンの生合成を中心に (2008)
  • 著者名/発表者名: 能鹿島 央司、来須 孝光、清塚 正弘、岡田 憲典、古賀 仁一郎、長村 吉晃、宮尾 安藝雄、廣近 洋彦、山根 久和、朽津 和幸
  • 学会等名: 第49回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 20080320-22
• [学会発表] イネのCa^<2+>流入制御因子候補OsMCA1の単離とストレス応答における機能解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 西川 大輔、後藤 真理子、来須 孝光、山中 拓哉、櫻井 康博、中川 祐子、片桐 健、飯田 和子、篠崎 一雄、飯田 秀利、朽津 和幸
  • 学会等名: 第49回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 20080320-22
• [学会発表] 活性酸素種生成に関与するシロイヌナズナAtrbohDの活性化制御における分子内相互作用の解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 木村 幸恵、菱沼 悠、先崎 栄里子、湯本 史明、永田 宏次、田之倉 優、賀屋 秀隆、朽津 和幸
  • 学会等名: 第49回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 20080320-22
• [学会発表] タバコ培養細胞を用いたエリシターによって誘導される防御応答の解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 澤井優、施亨韻、朽津和幸、酒井敦
  • 学会等名: 第49回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 20080320-22
• [学会発表] 蛋白質のチロシンリン酸化が制御する気孔の開口 (2007)
  • 著者名/発表者名: 中村 理香、平山 隆志、関 原明、尾山 大明、秦 裕子、中山 洋、藤 泰子、岩崎 渉、石館 文善、古野 暁子、朽津 和幸、坂本 健作、中野 明彦、篠崎 一雄、横山 茂之
  • 学会等名: 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜市)
  • 年月日: 20071211-15
• [学会発表] アクチン繊維は植物の感染誘導性プログラム細胞死を制御する (2007)
  • 著者名/発表者名: 桧垣 匠、郷 達明、林 晃之、朽名 夏麿、門田 康弘、馳澤 盛一郎、佐野 俊夫、朽津 和幸
  • 学会等名: 第16回日本バイオイメージング学会学術集会
  • 発表場所: 東京理科大学セミナーハウス(野田市)
  • 年月日: 20071031-1102
• [学会発表] シロイヌナズナ同調培養細胞を用いた感染防御応答誘導と細胞周期制御との相互関係の解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 朽津 和幸、大野 良子、前田 穣、阿部 悠紀、梅田 正明
  • 学会等名: 第25回日本植物細胞分子生物学会大会
  • 発表場所: 千葉大学(千葉市)
  • 年月日: 20070808-09
• [学会発表] 感染防御応答のシグナル伝達とそれに伴う細胞周期停止機構の解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 朽津 和幸
  • 学会等名: 細胞周期合同セミナー
  • 発表場所: 生駒市山麓公園ふれあいセンター(奈良県生駒市)
  • 年月日: 20070706-07
• [学会発表] シロイヌナズナ同調培養細胞を用いた感染防御応答と細胞周期制御とのクロストークの解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 阿部 悠紀、前田 穣、大野 良子、梅田 正明、朽津 和幸
  • 学会等名: 細胞周期合同セミナー
  • 発表場所: 生駒市山麓公園ふれあいセンター(奈良県生駒市)
  • 年月日: 20070706-07
• [学会発表] Roles and the signaling pathways of putative voltage-gated Ca^<2+>channels in regulation of innate immunity and programmed cell death in plants. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kazuyuki Kuchitsu, Takamitsu Kurusu, Teruyuki Hayashi, Yasuhiro Kadota,
  • 学会等名: 第20回内藤コンファレンス「自然免疫の医学・生物学[III]」
  • 発表場所: 湘南国際村センター
  • 年月日: 2007-10-10
• [学会発表] イネのCa^<2+>流入制御因子候補OsMCAIの単離と機能解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 西川 大輔, 来須孝光, 櫻井 康博, 濱田 淳平, 中川 祐子, 片桐 健, 飯田 和子, 篠崎 一雄, 飯田 秀利, 朽津 和幸
  • 学会等名: 日本植物学会第71回大会
  • 発表場所: 東京理科大学(野田市)
  • 年月日: 2007-09-07
• [学会発表] シロイヌナズナの細胞死におけるAtSmac遺伝子の機能解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 四方 明格、二瓶 晋、賀屋 秀隆、朽津 和圭
  • 学会等名: 日本植物学会第71回大会
  • 発表場所: 東京理科大学(野田市)
  • 年月日: 2007-09-07
• [学会発表] 異種発現系を用いたシロイヌナズナNADPHオキシダーゼAtrbohDの活性制御機構の解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 菱沼 悠、小笠原 よう子、平岡 吾朗、木村 幸恵、先崎 栄里子、湯本 史明、賀屋 秀隆、永田 宏次、田之倉 優、朽津 和幸
  • 学会等名: 日本植物学会第71回大会
  • 発表場所: 東京理科大学(野田市)
  • 年月日: 2007-09-07
• [学会発表] 植物病原菌由来のタンパク質性エリシターにより誘導されるタバコ実生の成長抑制における細胞内Ca^<2+>動態変化の役割 (2007)
  • 著者名/発表者名: 林 晃之、本間 洋平、新井 修、門田康弘、濱本 宏、朽津 和幸
  • 学会等名: 日本植物学会第71回大会
  • 発表場所: 東京理科大学(野田市)
  • 年月日: 2007-09-07
• [学会発表] アポエクオリン発現培養細胞を用いたイネのストレス誘導性Ca^<2+>動員制御機構の解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 濱田 晴康、来須 孝光、杉山 淑美、岩崎 洋平、能鹿島 央司、宮尾 安藝雄、廣近 洋彦、渋谷 直人、朽津 和幸
  • 学会等名: 日本植物学会第71回大会
  • 発表場所: 東京理科大学(野田市)
  • 年月日: 2007-09-07
• [学会発表] タバコ培養細胞BY-2の酸化ストレス応答におけるTPCファミリーCa^<2+>チャネルの機能解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 塚田 慧美、林 晃之、三木 悠意、門田 康弘、朽津 和幸
  • 学会等名: 日本植物学会第71回大会
  • 発表場所: 東京理科大学(野田市)
  • 年月日: 2007-09-07
• [学会発表] イネのエリシター誘導性Ca^<2+>制御型プロテインキナーゼ(CIPK)の単離と機能解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 北川陽一郎、来須 孝光、濱田 淳平、朽津 和幸
  • 学会等名: 日本植物学会第71回大会
  • 発表場所: 東京理科大学(野田市)
  • 年月日: 2007-09-07
• [学会発表] イネの感染・・御応答に関与するCa^<2+>制御型プロテインキナーゼ(CIPK)の生化学的解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 来須 孝光、北川陽一郎、濱田 淳平、朽津 和幸
  • 学会等名: 日本植物学会第71回大会
  • 発表場所: 東京理科大学(野田市)
  • 年月日: 2007-09-07
• [学会発表] Roles of the TPC Family Voltage-Gated Ca^<2+> Channel and Downstream Protein Kinase Cascade in the Regulation of Innate Immunity, Oxidative Stress Responses and Programmed Cell Death. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kuchitsu, K., Kurusu, T., Kadota, Y., Hayashi, T.
  • 学会等名: XIV International Workshop on Plant Membrane Biology
  • 発表場所: Valencia, Spain,
  • 年月日: 2007-06-27
• [図書] 「植物ゲノム科学事典」 (2008)
  • 著者名/発表者名: 朽津和幸(駒嶺穆 総編集)
  • 出版者: 朝倉書店(印刷中)
• [図書] 「生体防御医学事典」 (2007)
  • 著者名/発表者名: 鈴木和男 監修、山本健二、吉開泰信、光山正雄、中山俊憲、赤川清子、瀬谷司、上出利光、岡田則子、住本英樹、川畑俊一郎、朽津和幸、小林茂人、大野尚仁 編
  • 総ページ数: 365
  • 出版者: 朝倉書店
• [備考]
  • URL: http://www.tus.ac.jp/news/news.php?20080229091649