A study on stress dynamics and its diversity in plant cells based on molecular imaging of membrane lipids

基于膜脂分子成像的植物细胞逆境动态及其多样性研究

• 批准号: 20K06731
• 负责人: 大田 修平
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: National Institute for Environmental Studies
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K06731/
• 关键词: 藻類; ストレス; ホスファチジルイノシトール３リン酸; 分子イメージング; 細胞形態; 多様性; オートファジー; 植物細胞

生物はさまざまな環境ストレス対して防御機構を備えているが、生物種によって多様な仕組みが備わっている。真核生物にはストレス応答機構としてオートファジー（ATG）が知られている。ATGは細胞内のタンパク質のリサイクル機構として知られ、酵母や哺乳類細胞を利用した研究が多数報告されている。一方、植物細胞にもATGが確認されているものの、動物や酵母細胞を対象にした研究に比べて遅れている。本研究ではATG過程に見られる微細構造や膜脂質組成の変化をフローサイトメトリーや分子イメージングにより明らかにし、“広義の植物”に関するストレス応答の動態とその多様性を理解する。2021年度は、真核生物の多様な系統群に属する微細藻類を対象に、それぞれATG機構に着目したストレス応答動態の多様性を理解することを目的とした。国立環境研究所微生物系統保存施設（MCC-NIES）に維持されている藻類株のうち、特に広義の緑藻である藻類株を選定し、間接蛍光抗体法の実験、並びに、オートファジー関連遺伝子群の分子系統解析を実施した。選定した藻類株は、ストレプト植物であるMesostigma viride NIES-296や 広義の緑色植物の最も原始的な系統的位置にあるPrasinoderma coloniale NIES-2582など、緑色植物の多様性を調べる上で重要な分類群を選定した。ATG機構上流のセカンドメッセンジャー分子であるホスファチジルイノシトール３リン酸（PI3P）の動態をフローサイトメトリーで解析したところ、コア緑藻とストレプト植物では、PI3Pの細胞内動態が異なることが示された。ストレプト植物では酵母や哺乳類細胞で見られるタイプの細胞内動態であるのに対し、コア緑藻では酵母や哺乳類細胞とは異なるタイプの細胞内動態であることが示唆された。

Biological は さ ま ざ ま な environment ス ト レ ス し seaborne て defense agency を prepared え て い る が, biological に よ っ て many others な blackstone group み が prepared わ っ て い る. Eukaryotes に に ストレス応 ストレス応 respond to institutions と <s:1> て に トファジ トファジ トファジ (ATG) が know られて る る る る. ATG は intracellular の タ ン パ ク qualitative の リ サ イ ク ル institutions と し て know ら れ を や mammals, yeast cells using し た study が most report さ れ て い る. Party, plant cell に も ATG が confirm さ れ て い る も の の, animal や yeast cells を like に seaborne し た research に than べ て 遅 れ て い る. This study で は ATG に see ら れ る fine-structure や membrane lipid composition の variations change を フ ロ ー サ イ ト メ ト リ ー や molecular イ メ ー ジ ン グ に よ り Ming ら か に し, "hiroo の plants" に masato す る ス ト レ ス 応 answer の dynamic と そ の multiple others を understand す る. Others in more than 2021 annual は, eukaryotes の な system group に genus す る micro algae を に, seaborne そ れ ぞ れ ATG institutions に with mesh し た ス ト レ ス 応 a dynamic の multiple others understand を す る こ と を purpose と し た. National institute of environmental microbial system preservation facilities (MCC - NIES) に maintain さ れ て い る algae strains の う ち, に hiroo righteousness の algae で あ る algae strains selected し を antibody method, indirect light 蛍 の be 験 and び に, オ ー ト フ ァ ジ ー masato even heritage 伝 subgroup の molecular system を be applied し た. Select the location of the most primitive な system にあるPrasinoderma coloniale of the た algae plant <e:1>, ストレプト plant であるMesostigma viride NIES-296や broad <s:1> green plant にある The で important な taxonomic groups を selected on the べる of the <s:1> polymorphism を of green plants in NiS-2582 べる た. ATG institutions upper の セ カ ン ド メ ッ セ ン ジ ャ ー molecular で あ る ホ ス フ ァ チ ジ ル イ ノ シ ト ー ル 3 リ ン acid (PI3P) の dynamic を フ ロ ー サ イ ト メ ト リ ー で parsing し た と こ ろ, コ ア algae と ス ト レ プ ト plant で は, PI3P の intracellular dynamic が different な る こ と が shown さ れ た. ス ト レ プ ト plant で は yeast cells や mammals で see ら れ る タ イ プ の intracellular dynamic で あ る の に し, seaborne コ ア algae で は yeast cells や mammals と は different な る タ イ プ の intracellular dynamic で あ る こ と が in stopping さ れ た.

项目成果

PI3P分子を指標とした藻類細胞のストレス動態と多様性

以PI3P分子为指标的藻细胞应激动态和多样性

• 发表时间: 2022
• 作者: 大田修平;平川泰久;河地正伸
• 通讯作者: 河地正伸

重金属暴露ストレス下で見られる緑藻のPI3P局在とLysoTracker局在の比較解析

重金属胁迫下绿藻PI3P定位与LysoTracker定位对比分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 大田修平;平川 泰久;河地正伸
• 通讯作者: 河地正伸

マイクロ流路チップ・セルソーターによる高脂質生産微細藻株の探索

使用微流控芯片细胞分选仪寻找高产脂微藻菌株

• 发表时间: 2020
• 期刊: 藻類
• 作者: 井上瑛子;大田修平;松崎令;岡田昌樹;河地正伸
• 通讯作者: 河地正伸

PI染色による植物プランクトンへの重金属影響評価手法の開発と希薄海水サンプルへの適用

开发利用 PI 染色评估重金属对浮游植物影响的方法并应用于稀释海水样品

• 发表时间: 2021
• 作者: 大田修平;淵田 茂司; 山岸隆博; 山口晴代;越川海;山本裕史;河地正伸
• 通讯作者: 河地正伸

米国産氷雪性緑藻１株の種分類学的研究

来自美国的一种冰冷绿藻的物种分类学研究

• 发表时间: 2021
• 作者: 松崎令;大田修平;河地正伸;野崎久義;鈴木石根
• 通讯作者: 鈴木石根