プリン分解代謝の二元的な植物生理機能の解明とその制御に関する研究

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22570043
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物分子生物・生理学
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 坂本 敦 広島大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60270477)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: プリン分解 / 成長生理 / ストレス / シロイヌナズナ / イネ

研究概要

植物のプリン分解代謝は,空中固定窒素の利用に必須の代謝経路であるため,主にウレイド型マメ科植物を対象に長い研究の歴史を持つ。しかし,大多数を占める根粒共生とは無関係な植物においては,その確たる存在意義や重要性は不明である。本研究では汎植物的な視点からプリン分解の生理学的役割を解明することを目指し,当該代謝が植物の持続的成長とストレス適応という全く異なる二元的な生理的役割を担う多機能代謝である可能性を示した。

研究成果

• [雑誌論文] X-ray crystal structure of a mutant assimilatory nitrite reductase that shows sulfite reductase-like activity (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakano S, Takahashi M, Sakamoto A, Morikawa H, Katayanagi K
  • 雑誌名: Chemistry & Biodiversity 巻: 9 ページ: 1989-1999
  • 査読あり
• [雑誌論文] Arabidopsiscotyledon chloroplast biogenesis factor CYO1 uses glutathione as an electron donor and interacts with PSI (A1 and A2) and PSII (CP43 and CP47) subunits (2012)
  • 著者名/発表者名: Muranaka A, Watanabe S, Sakamoto A, Shimada H
  • 雑誌名: Journal of Plant Physiology 巻: 169 ページ: 1212-1215
  • 査読あり
• [雑誌論文] The reductive reaction mechanism of tobacco nitrite reductase derived from a combination of crystal structures and UV-Vis microspectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakano S, Takahashi M, Sakamoto A, Morikawa H, Katayanagi K
  • 雑誌名: Proteins 巻: 80 ページ: 2035-2045
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differences in intron-mediated enhancement of gene expression by the first intron of cytosolic superoxide dismutase gene from rice in monocot and dicot plants. (2012)
  • 著者名/発表者名: Morita S, Tsukamoto S, Sakamoto A, Makino H, Nakauji E, Kaminaka H, Masumura T, Ogihara Y, Satoh S, Tanaka K
  • 雑誌名: Plant Biotechnology 巻: 29 ページ: 115-119
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure- function relationship of assimilatory nitrite reductases from the leaf and root of tobacco based on the high resolution structure (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakano S, Takahashi M, Sakamoto A, Morikawa H, Katayanagi K
  • 雑誌名: Protein Science 巻: 21 ページ: 383-395
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prolonged exposure to atmospheric nitrogen dioxide increases fruit yield of tomato plants (2011)
  • 著者名/発表者名: Takahashi M, Sakamoto A, Ezura H, Morikawa H
  • 雑誌名: Plant Biotechnology 巻: 28 ページ: 485-487
  • 査読あり
• [雑誌論文] Normalization using ploidy and genomic DNA copy number allows absolute quantification of transcripts, proteins and metabolites in cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Shimada H, Obayashi T, Takahashi N, Matsui M, Sakamoto A
  • 雑誌名: Plant Methods 巻: 6 ページ: 29
  • 査読あり
• [雑誌論文] RNA interference- mediated suppression of xanthine dehydrogenase reveals the role of purine metabolism in drought tolerance in Arabidopsis (2010)
  • 著者名/発表者名: Watanabe S, Nakagawa A, Izumi S, Shimada H, Sakamoto A
  • 雑誌名: FEBS Letters 巻: 584 ページ: 1181-1186
  • 査読あり
• [学会発表] ウレイド化合物を蓄積するシロイヌナズナ変異株のストレス生理学的解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高木 紘,渡邊俊介,島田裕士,坂本 敦
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2013-03-23
• [学会発表] イネCYO1 (子葉特異的葉緑体形成因子) ホモログの解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中原恭俊, 水谷春香, 村中厚子, 渡邊俊介, 坂本 敦, 島田裕士
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2013-03-23
• [学会発表] 大気中二酸化窒素の植物ホルモン様作用による細胞増殖and/or 拡大に関与する遺伝子発現の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋美佐, 坂本 敦, 塚谷裕一, 森川弘道
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2013-03-23
• [学会発表] ストレス適応における核酸塩基代謝の作用機序と代謝中間体の役割 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡邊俊介,松本真由美,鍛冶村光也,箱守優毅,高木 紘,島田裕士,坂本 敦
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2013-03-21
• [学会発表] Theoretical inference of the influence of metabolites on gene expression based on publicly available sets of microarray data. (2013)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto M, Watabnabe S, Sakamoto A, Nishimori H, Awazu A
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2013-03-21
• [学会発表] 酸素酸化によって不活化したルビスコのCYO2 による再活性化機構の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 室屋誠人, 伊東千賀子, 村中厚子, 西村浩二, 白上典彦,岡村文音, 渡邊俊介, 坂本 敦, 島田裕士
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2013-03-21
• [学会発表] Revealing a hidden role of nucleobase metabolism in plant strategies coping with stress (2012)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto A, Watanabe S
  • 学会等名: 平成24年度鳥取大学乾燥地研究センター共同研究発表会
  • 発表場所: 鳥取
  • 年月日: 2012-12-02
• [学会発表] 遺伝子発現解析から検証したアラントインの生理作用について (2012)
  • 著者名/発表者名: 高木 紘,渡邊俊介,島田裕士,坂本 敦
  • 学会等名: 広島大学大学院・理学研究科数理分子生命理学専攻第4回公開シンポジウム「数理生命科学の新展開 -階層間で自発的に干渉しあう形・動き・機能-」
  • 発表場所: 東広島
  • 年月日: 2012-09-06
• [学会発表] 細胞1個あたりのmRNA数・タンパク質数・代謝産物数の簡易定量法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中原恭俊, 大林 武, 坂本 敦, 島田裕士
  • 学会等名: 広島大学大学院・理学研究科数理分子生命理学専攻第4回公開シンポジウム「数理生命科学の新展開-階層間で自発的に干渉しあう形・動き・機能-」
  • 発表場所: 東広島
  • 年月日: 2012-09-06
• [学会発表] 二酸化窒素の植物バイタリゼー ションの研究 (4) 細胞拡大と核内倍加との間に相関関係がなかった (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋美佐,坂本 敦,塚谷裕一,森川弘道
  • 学会等名: 第30回日本植物細胞分子生物学会大会・シンポジウム
  • 発表場所: 生駒
  • 年月日: 2012-08-05
• [学会発表] Protein disulfide isomerase活性を有するシロイヌナズナ子葉特異的葉緑体形成因子CYO1の酵素学的解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 村中厚子,渡邊俊介,坂本 敦,島田裕士
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-03-18
• [学会発表] シロイヌナズナ葉緑体形成因子CYO2 の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 室屋誠人, 伊東千賀子, 村中厚子, 水谷春香, 渡邊俊介, 坂本 敦, 島田裕士
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-03-18
• [学会発表] ストレス適応代謝としてのプリン分解の生理機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡邊俊介,杉本高文,呂 由,島田裕士,坂本 敦
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] シロイヌナズナにおいてプリン代謝産物に応答する遺伝子発現の網羅的解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高野須由佳,渡邊俊介,山 敦美,島田裕士,坂本 敦
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] 大気中二酸化窒素の植物バイタリゼーションによる細胞拡大は核内倍加が原因ではない (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋美佐, 坂本 敦, 塚谷裕一, 森川弘道
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] Watanabe S, Sugimoto T, LV Y, Shimada H, Sakamoto A (2011)
  • 著者名/発表者名: Watanabe S, Sugimoto T, LV Y, Shimada H, Sakamoto A
  • 学会等名: International Symposium "Strategies of Plants against Global Environmental Change"
  • 発表場所: Kurashiki, Japan
  • 年月日: 20111208-10
• [学会発表] Can purine metabolites serve as a potential inducer of gene expression? - A transcriptome analysis of Arabidopsis in response to allantoin (2011)
  • 著者名/発表者名: Watanabe S, Kounosu Y, Shimada H, Sakamoto A
  • 学会等名: International Symposium "Strategies of Plants against Global Environmental Change"
  • 発表場所: Kurashiki, Japan
  • 年月日: 20111208-10
• [学会発表] The initial N-O bond cleavage mechanism of nitrite in assimilatory-nitrite-reductase from Nicotiana tabacum: effective utilization of X-ray structures and UV-Vis mcrospectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakano S, Takahashi M, Sakamoto A, Morikawa H, Katayanagi K
  • 学会等名: 15th International Conference on Biological Inorganic Chemistry
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 20110807-12
• [学会発表] シロイヌナズナのストレス適応におけるプリン分解代謝の生理的役割 (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡邊俊介,杉本高文,前田智美,島田裕士,坂本 敦
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20110320-22
• [学会発表] 緑色組織におけるシロイヌナズナ葉緑体形成因子CYO2の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 室屋誠人,伊東千賀子,村中厚子,水谷春香,坂本 敦,島田裕士
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20110320-22
• [学会発表] ゲノムコピー数と倍数性に基づいたABCD (Analysis Based on Copy number of genomic DNA) 法による細胞1個当たりのmRNA数,タンパク質数,代謝産物数の絶対定量法の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 島田裕士,大林 武,高橋直紀,松井 南,坂本 敦
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20110320-22
• [学会発表] 大気中二酸化窒素の植物バイタリゼーション作用による細胞拡大機構の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋美佐,坂本 敦,塚谷裕一,森川弘道
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20110320-22
• [学会発表] 核酸塩基代謝に隠された植物のストレス適応機構戦略の解明 (2011)
  • 著者名/発表者名: 坂本 敦,渡邊俊介
  • 学会等名: 平成23年度鳥取大学乾燥地研究センター共同研究発表会
  • 発表場所: 鳥取
  • 年月日: 2011-12-04
• [学会発表] タバコ由来亜硝酸還元酵素Nii3のX線照射による還元誘起を利用した反応機構解明 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中野祥吾,高橋美佐,坂本 敦,森川弘道,片柳克夫
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] バコ由来同化型亜硝酸還元酵素群の構造機能解析による詳細な基質進入経路の解明 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中野祥吾,高橋美佐,坂本 敦,森川弘道,片柳克夫
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会・第83回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20101207-10
• [学会発表] Physiological contribution of purine metabolism in drought acclimatization of Arabidopsis (2010)
  • 著者名/発表者名: Watanabe S, Nakagawa A, Shimada H, Sakamoto A
  • 学会等名: 21st International Congress on Arabidopsis Research "2010 and Beyond."
  • 発表場所: Yokohama, Japan.
  • 年月日: 20100606-10
• [学会発表] ABCD, analysis based on copy number of genomic DNA, method reveals the number of transcripts, proteins and metabolites in a cell of Arabidopsis (2010)
  • 著者名/発表者名: Shimada H, Obayashi T, Sakamoto A
  • 学会等名: 21st International Congress on Arabidopsis Research "2010 and Beyond."
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 20100606-10
• [学会発表] 大気中二酸化窒素の植物バイタリゼーション効果の原因遺伝子 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高橋美佐,柏原俊一,古橋孝将,坂本 敦,江面 浩,森川弘道
  • 学会等名: 第28回日本植物細胞分子生物学会大会・シンポジウム
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2010-09-03
• [備考]
  • URL: http://www.mls.sci.hiroshima-u.ac.jp/mpb/index.html
• [備考] 受賞 平成24年度科学研究費補助金審査委員表彰(2012年10月31日)
• [産業財産権] イネ形質転換体及びその作成方法 (2013)
  • 発明者名: 島田裕士,坂本 敦
  • 権利者名: 国立大学法人広島大学
  • 産業財産権番号: 特願2013-048259
  • 出願年月日: 2013-03-11