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2023 年度 研究成果報告書

フォトトロピンが制御する光シグナル伝達ネットワークの解明

研究課題

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研究課題/領域番号 21H02511
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分44030:植物分子および生理科学関連
研究機関山口大学

研究代表者

武宮 淳史  山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (80448406)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード気孔開口 / 青色光 / 光合成 / フォトトロピン / 細胞膜H+-ATPase
研究成果の概要

気孔は陸上植物の表皮に存在する孔であり、光に応答して開口し、光合成に必要な二酸化炭素の吸収を促進する。細胞膜H+-ATPaseは細胞内のH+を細胞外に汲み出す一次輸送体であり、気孔開口の駆動力を形成する。しかし、その活性制御機構には不明な点が多い。本研究では、H+-ATPaseのC末端自己阻害領域内の2カ所のThr残基が青色光に応答してリン酸化されることを見出し、これらのリン酸化がH+-ATPaseの活性化と気孔開口に必須であることを明らかにした。さらに上流領域のThr残基は光合成によってもリン酸化され、気孔開口を促進することを示した。

自由記述の分野

植物生理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、これまで未解明であった細胞膜H+-ATPaseの光活性化の仕組みを明らかにし、気孔開口の駆動力形成機構の理解に大きな前進をもたらした。H+-ATPaseは植物の生存に必須な一次輸送体であり、孔辺細胞以外の組織・細胞にも発現している。本研究で見出した仕組みを応用しH+-ATPaseの活性を人為的に制御することで、植物の成長や光合成を促進する基盤技術の開発に繋がることが期待される。

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公開日: 2025-01-30  

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