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2021 年度 実績報告書

細胞内調節因子が主導する植物イオン輸送体の階層的機能統御の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19H02880
研究機関東北大学

研究代表者

魚住 信之  東北大学, 工学研究科, 教授 (40223515)

研究分担者 石丸 泰寛  東北大学, 工学研究科, 准教授 (80590207)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードイオン輸送体 / 脂質修飾 / 浸透圧 / 恒常性
研究実績の概要

CBL5の孔辺細胞における発現をGUSレポーターアッセイによる測定で検討したところ,既存の発現組織別発現結果と一致した.また,維管束系において顕著な発現が見いだされた.cbl5変異株の表現型は観察されなかった.孔辺細胞で発現して気孔閉鎖に関与する陰イオンチャネルのSLAC1はリン酸化を受けると活性化する.SLAC1を活性化するリン酸化酵素のCIPK11とCBL5が結合して機能することを以前に示唆したが,新たなSLAC1の活性化分子として調節に関わるリン酸化酵素としてCBL5-CIPK11が機能することが示めされた.このリン酸化酵素は質量分析の結果より,これまで知られているSer/Thr以外の残基にリン酸化が生じることが示唆された.気孔閉鎖は細胞の浸透圧や細胞壁の調節と相関して膜タンパク質を調節することによって細胞内浸透圧の調整についての知見を得た.並行して,大腸菌の単細胞系で植物分子と膜輸送体の機能活性を検出するための基礎的検討を行った.高い塩濃度の添加によって,細胞表層の健全性が影響を受けることが示された.K,Na,Clのイオンとその輸送が生体膜の性質にも影響を与えることが明らかになった.生体膜に係留するCPK6はN末領域のCys5がパルミトイル化修飾されている.他のCysがパルミトイル化を受ける可能性について置換体を用いて,生物化学的な手法で検討したところ,Cys5のみが選択的にパルミトイル化を受けることが分かった.シロイヌナズナの24種類のパルミトイル基転移酵素のcDNAを酵母ベクターに載せ替えて,酵母に導入してCPK6を共発現させた.脂質検出に関しては官能基置換による方法で検出感度の増大を図るため若干の効率化を行った.多くのパルミトイル基転移酵素がCPK6を対象にして24種類の中から大部分のパルミトイル基転移酵素がパルミトイル化修飾に関与することが明らかとなった.

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

    (4件)

すべて 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] University of Milan(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      University of Milan
  • [雑誌論文] Loss of cell wall integrity genes <i>cpxA</i> and <i>mrcB</i> causes flocculation in <i>Escherichia coli</i>2021

    • 著者名/発表者名
      Sugawara Keita、Toyoda Hayato、Kimura Mami、Hayasaka Shunsuke、Saito Hiromi、Kobayashi Hiroshi、Ihara Kunio、Ida Tomoaki、Akaike Takaaki、Ando Eiji、Hyodo Mamoru、Hayakawa Yoshihiro、Hamamoto Shin、Uozumi Nobuyuki
    • 雑誌名

      Biochemical Journal

      巻: 478 ページ: 41~59

    • DOI

      10.1042/BCJ20200723

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Isolation of natural ion channel inhibiters in Arabidopsis thaliana2021

    • 著者名/発表者名
      Kanane Sato, Shunya Saito, Megumi Kato, Shin Hamamoto, Taishin Kakei, Masaru Kono, Matteo Grenzi, Alex Costa, Yasuhiro Ishimaru, Nobuyuki Uozumi
    • 学会等名
      Pacifichem2021
    • 国際学会
  • [産業財産権] 植物のカリウムイオン輸送体の機能制御剤及び植物の育成方法2021

    • 発明者名
      魚住信之 遠藤晃輔 浜本晋 池ノ上芳章
    • 権利者名
      国立大学法人東北大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2017-042163

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公開日: 2022-12-28  

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