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2012 年度 実績報告書

耐塩性植物の創生をめざしたNaおよびK輸送体の統合的基盤の構築

研究課題

研究課題/領域番号 22380056
研究機関東北大学

研究代表者

魚住 信之  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40223515)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワードAtHKT1 / K輸送体 / シロイヌナズナ / イオンバランス / AtNHX1 / プロモーター
研究概要

KトランスポーターのAtKUP1の遺伝子発現は,塩・乾燥ストレスのセンサーとして知られている転写因子の膜結合型b-ZIPに支配されていることはできなかったが,耐塩性に関与すること,細胞内の陽イオンの恒常性維持に重要であることが示されている。KUPは原核生物から真核生物に存在する輸送体が、アミノ酸構造からの疎水性に基づいて予測されているが実験的な実証がなされていなかった。AtKUP1の構造解析を大腸菌で行うために機能発現を,大腸菌K輸送体変異株に導入して機能相補を本研究で用いるベクターに導入して再確認後,融合蛋白質を作成した。しかし,非常に不安定な大腸菌が出現したことから毒性を示すコンストラクトが見いだされたことから,ホモログタンパク質であるEcKUPで検討することした。レポータータンパク質をKupの推定される膜貫通領域の前後に融合させてトポロジー検索を行ったところ,全てのコンストラクトで発現が確認された。疎水性から推定される膜貫通領域とほぼ同じであることが明らかとなった。
耐塩性植物の創生をはかるためには,NaおよびK輸送体の協調的な機能統御が必要となる。オルガネラに存在するこれらの候補輸送体を探るため,ラン藻の機械受容性チャネルと葉緑体のチラコイド膜で機能するKチャネルの存在を明らかにした。これらのホモログ輸送体は,植物のオルガネラにも存在することが推定されており,耐塩性の維持に重要な機能を持つことが予測された。
AtHKT1プロモーターにGUS遺伝子を連結した植物のGUS活性を行った。AtHKT1プロモーター5.4kと2.3kのプロモーターは,以前作成されていた0.8kbのプロモーターと比べて,GUS染色の度合いは小さいことが分かった。このことは,プロモーターの-2.3kb~-0.8kbの間に抑制領域が挿入されていることを示唆している。

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2012 その他

すべて 雑誌論文 (5件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Thylakoid potassium channel is required for efficient photosynthesis in cyanobacteria.2012

    • 著者名/発表者名
      Checchetto, V., Segalla, A., Allorent, G., Rocca, N. L., Leanza, L., Giacometti, G.M., Uozumi, N., Finazzi, G., Bergantinoa,E., and Szabò, I.
    • 雑誌名

      PNAS

      巻: 109 ページ: 11043-11048

    • DOI

      10.1073/pnas.1205960109

  • [雑誌論文] A simple fed-batch method for transcritption and insect cell-free transition.2012

    • 著者名/発表者名
      Sato, Y., Aizawa, K., Edure, T., Ando E., and Uozumi, N.
    • 雑誌名

      J. Biosci. Bioeng.

      巻: 114 ページ: 677-679

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2012.06.015

  • [雑誌論文] Structure-Function Correlates in Plant Ion Channels2012

    • 著者名/発表者名
      Uozumi, N and Deryer, I.
    • 雑誌名

      Comprehensive Biophysics

      巻: 6 ページ: 234-245

    • DOI

      10.1016/B978-0-12-374920-8.00628-7

  • [雑誌論文] Regulatory mechanism of plant nyctinastic movement: An ion channel-related plant behavior2012

    • 著者名/発表者名
      Ishimaru, Y., Hamamoto, S., Uozumi N., and Ueda, M.
    • 雑誌名

      Plant Electrophysiology

      巻: - ページ: 125-142

    • DOI

      10.1007/978-3-642-29110-4_5

  • [雑誌論文] Potassium and sodium transporters: Improving salinity tolerance in plants2012

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi1, T., Uozumi, N., and Horie, T.
    • 雑誌名

      Improving Crop Resistance to Abiotic Stress

      巻: 23 ページ: 523-542

    • DOI

      10.1002/9783527632930.ch23

  • [学会発表] Synechocystis sp. PCC 6803の浸透圧調節に関与するKdp系Kトランスポーターの機能解析2012

    • 著者名/発表者名
      七谷圭、四十九俊彰、高野洋佑、山崎智子、Lalu Zulkifli、赤井政郎、飯塚龍、松本秀之、丸山央峰、新井史人、魚住信之
    • 学会等名
      創立90周年記念 第64回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      神戸市
    • 年月日
      20121023-20121026
  • [学会発表] 植物K流入系チャネルAKT1のリン酸化活性制御2012

    • 著者名/発表者名
      浜本晋 中山浩太 松本尚樹 佐藤裕樹 七谷圭 魚住信之
    • 学会等名
      創立90周年記念 第64回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      神戸市
    • 年月日
      20121023-20121026
  • [学会発表] Functional characterization of K transporters in Synechocystis sp. PCC 6803.2012

    • 著者名/発表者名
      Nanatani, K., Shijuku, Y., Takano, Y., Yamazaki, T., Zulkifli, L., Akai,M., Iitsuka, R., Matsumoto, H., Maruyama, H., Arai F., and Uozumi, N.
    • 学会等名
      The IUBMB & FEBS 2012 Congress
    • 発表場所
      Seville, Spain
    • 年月日
      20120904-20120909
  • [学会発表] Characterization of YVC1 Channel in Yeast Vacuolar Membrane2012

    • 著者名/発表者名
      Shin Hamamoto, Yasuo Mori, Isamu Yabe, Nobuyuki Uozumi
    • 学会等名
      2012 International Ion Channel Conference
    • 発表場所
      Jeju,Korea
    • 年月日
      20120824-20120827
  • [学会発表] Membrane transport system conferring the salinity tolerance to bacteria and plant cells.

    • 著者名/発表者名
      Uozumi, N., Nanatani K., and Hamamoto, S.
    • 学会等名
      6th Japan-Finland Biotechnology Symposium
    • 発表場所
      Sendai

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公開日: 2015-05-28  

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