計画研究
A01-8 様々なタイプのオートファジーによる植物の高次機能発現
研究代表者吉本 光希（Kohki Yoshimoto） |
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研究分担者海老根 一生（Kazuo Ebine） |
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研究課題の概要と計画
植物は一度大地に芽生えると移動することができないため独自の環境応答機能を進化させてきており、他の生物とは一線を画していると考えられる。本研究計画では、独立栄養生物であるが故に存在する様々なタイプのオートファジー機構の解明、およびそれらによる植物の高次機能発現の解明を目的とし、その成果をもとに、植物オートファジーの環境応答機能としての重要性を理解して他の生物と比較しながら植物の巧みな生存戦略の一端を紐解く。これまでに、様々なタイプ（栄養欠乏誘導性マクロオートファジー・恒常的マクロオートファジー・アンモニア誘導ミクロオートファジーなど）のオートファジーに関連する興味深い現象を既に複数見出しており、本計画研究ではそれら現象を分子レベルで明らかにする。加えて、多様なオートファジー経路のインターワークについての新規研究の基盤を確立する。本研究によって明らかにされる多彩なオートファジーの分子機構は、植物の環境適応における独自性を明らかにするとともに、これまで他の生物で見逃されてきた分解経路や膜融合の共通原理や概念を見出すきっかけになりうる。これらを通じ、本領域の発展と新たな融合領域の創造に貢献する。
生物種／実験系：シロイヌナズナ、イメージング、植物生理
経路：マクロオートファジー、ミクロオートファジー
分解基質：タンパク質、ペルオキシソーム
研究代表者主要業績
Yoshitake Y, Shinozaki D, Yoshimoto K. Autophagy triggered by iron mediated ER stress is an important stress response to the early phase of Pi starvation in plants. Plant J., 2022, 110, 1370-1381
Robert G, Yagyu M, Koizumi T, Naya L, Masclaux-Daubresse C, Yoshimoto K. Ammonium stress increases microautophagic activity while impairing macroautophagic flux in Arabidopsis roots. Plant J., 2021, 105, 1083-1097.
Shinozaki D, Merkulova AE, Naya L, Horie T, Kanno Y, Seo M, Ohsumi Y, Masclaux-Daubresse C, and Yoshimoto K. Autophagy Increases Zn Bioavailability to Avoid Light-Mediated ROS Production under Zn Deficiency. Plant Physiol., 2020, 182: 1284-1296.
研究分担者主要業績
Ito E, Ebine K, Choi S, Ichinose S, Uemura T, Nakano A, and Ueda T. Integration of Two RAB5 Groups during Endosomal Transport in Plants. Elife, 2018, 7, e34064.
Takemoto K, Ebine K, Askani j.C, Krüger F, Gonzalez, Z.A., Ito E, Goh T, Schumacher K, Nakano A, Ueda T. Distinct sets of tethering complexes, SNARE complexes, and Rab GTPases mediate membrane fusion at the vacuole in Arabidopsis. Proc Natl Acad Sci USA, 2018, 115, E2457-E2466.
Ebine K, Inoue T, Ito J, Ito E, Uemura T, Goh T, Abe A, Sato K, Nakano A, and Ueda T. Plant vacuolar trafficking occurs through distinctly regulated pathways. Curr Biol, 2014, 24, 1375-1382.
キーワード
イメージング、液胞膜動態、オルガネラ分解、植物、マクロオートファジー、ミクロオートファジー