新奇カルシウムイオンチャネルによる孔辺細胞の環境情報統合機構の解明

利用新型钙离子通道阐明保卫细胞的环境信息整合机制

• 批准号: 18KK0425
• 负责人: 宗正 晋太郎
• 金额: $ 9.98万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (A))
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019 至 2023
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18KK0425/
• 关键词: 気孔; 孔辺細胞; カルシウム; イオンチャネル; 環境ストレス応答

葉の表皮に存在する気孔は、一対の孔辺細胞からなる小孔であり、開閉運動により光合成の材料である二酸化炭素の取り込みや蒸散による水分放出の調節を行う重要な場所である。本研究では、この気孔の開閉運動の制御にかかわるカルシウムイオンチャネル候補因子であるgcCNGCとGCMの機能解析を進めている。2022年度は共同研究先に渡航することができた。GCMについて様々な多重変異体を作成して気孔表現型解析を行った結果、これまで得ていた変異体ラインよりも強い表現型を示す多重遺伝子破壊変異体を単離することができた。また、この多重遺伝子破壊変異体では、暗所下での気孔閉鎖応答は野生株と同様に観察されたことから、多重遺伝子破壊変異体で観察された気孔表現型は、気孔の発達・形成異常によるものではなく、開閉制御にかかわる特定のシグナル伝達が破壊されたことが原因であることが示唆された。現在、昨年度に確立したHEK293細胞を用いたパッチクランプにより、この変異体の原因遺伝子によってコードされるイオン輸送体候補タンパク質の活性評価を進めているところである。液胞は、孔辺細胞細胞質カルシウムイオンの重要な供給元の一つとして考えられている。既知の液胞膜カルシウムイオン輸送体を破壊した変異体より単離した液胞を用いたパッチクランプ解析により、未知の輸送体が媒介するカルシウムイオン輸送活性が液胞膜に存在することが示唆された。そのため現在、gcCNGCやGCMファミリーの液胞膜局在について調査している。本共同研究の国際ネットワークをきっかけにして、新たな共同研究を行う機会を得た。その成果はNature誌に掲載された。気孔閉鎖に必須のアニオンチャネルであるSLAC1の活性化にかかわる新規カルシウムシグナル伝達機構を解明し、論文として発表した。

Leaf の epidermis に exist す る bore 気 は, a の seaborne 辺 cells か ら な る holes で あ り, opening and closing movement に よ り photosynthetic の material で あ る 2 acidification carbon の り the 込 み や evapotranspiration に よ る adjust moisture release の を line う important place な で あ る. This study で は, こ の の 気 hole opening and closing movement の suppression に か か わ る カ ル シ ウ ム イ オ ン チ ャ ネ ル alternate factor で あ る gcCNGC と GCM の function analytical を into め て い る. In 2022, the <s:1> joint research will first に set sail する た とがで た た. GCM に つ い て others 々 な multiple variations variants を made し て 気 hole line analytical を phenotype っ た results, こ れ ま で have て い た - variant ラ イ ン よ り も strong い phenotype を す in multiple legacy 伝 son broken 壊 - variant を 単 from す る こ と が で き た. ま た, こ の multiple posthumous son 伝 broken 壊 - variant で は, dark by で の 気 hole closure 応 with others in a は wild strains と に 観 examine さ れ た こ と か ら, multiple posthumous son 伝 broken 壊 - variant で 観 examine さ れ た bore 気 は phenotypes, 気 の 発 da form abnormal に よ る も の で は な く, open and close the royal に か か わ る specific の シ グ ナ ル 伝 da が broken 壊 さ れ た こ と で が reasons Youdaoplaceholder0 ある とが indicates された. Now, yesterday's annual に establish し た を HEK293 cells with い た パ ッ チ ク ラ ン プ に よ り, こ の - cause of allograft の survived 伝 に よ っ て コ ー ド さ れ る イ オ ン conveying body alternate タ ン パ ク qualitative の active review 価 を into め て い る と こ ろ で あ る. The intracellular fluid 辺, pore 辺, cytoplasm of the カ カ シウム シウム <s:1> and <s:1> <s:1> <s:1> are important な suppliers of <s:1> and <s:1> と と て て て て て and えられて る る. Both know の vacuole membrane カ ル シ ウ ム イ オ ン conveying body を broken 壊 し た variations with よ り 単 from し た vacuole を with い た パ ッ チ ク ラ ン プ parsing に よ り, unknown の conveying medium of が す る カ ル シ ウ ム イ オ ン conveying active が vacuole membrane に exist す る こ と が in stopping さ れ た. そ の た め now, gcCNGC や GCM フ ァ ミ リ ー の vacuole membrane bureau in に つ い て survey し て い る. This study の international ネ ッ ト ワ ー ク を き っ か け に し て, new た な joint research line を う opportunity を た. The そ そ achievement was published in the journal Nature に in された. 気 hole closure に must の ア ニ オ ン チ ャ ネ ル で あ る SLAC1 の activeness に か か わ る new rules カ ル シ ウ ム シ グ ナ ル 伝 of institutions を interpret し, paper と し て 発 table し た.

项目成果

Oxalic Acid Mitigates Cadmium Toxicity in Cicer arietinum L. Germinating Seeds by Maintaining the Cellular Redox Homeostasis

• DOI: 10.1007/s00344-021-10334-1
• 发表时间: 2021-02
• 期刊: Journal of Plant Growth Regulation
• 影响因子: 4.8
• 作者: Lamia Sakouhi;O. Kharbech;Marouane Ben Massoud;S. Munemasa;Y. Murata;A. Chaoui

Modulation of frequency and height of cytosolic calcium spikes by plasma membrane anion channels in guard cells

保卫细胞质膜阴离子通道调节胞浆钙尖峰的频率和高度

• DOI: 10.1093/bbb/zbab118
• 发表时间: 2021
• 期刊: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry
• 作者: Tahjib-Ul-Arif Md;Munemasa Shintaro;Nakamura Toshiyuki;Nakamura Yoshimasa;Murata Yoshiyuki
• 通讯作者: Murata Yoshiyuki

Calcium and ethylene glycol tetraacetic acid mitigate toxicity and alteration of gene expression associated with cadmium stress in chickpea (Cicer arietinum L.) shoots

• DOI: 10.1007/s00709-020-01605-x
• 发表时间: 2021-01
• 期刊: Protoplasma
• 影响因子: 2.9
• 作者: Lamia Sakouhi;O. Kharbech;Marouane Ben Massoud;C. Gharsallah;S. B. Hassine;S. Munemasa;Y. Murata;A. Chaoui

気孔開度の調節にかかわる孔辺細胞カルシウムイオンチャネルの機能解析

保卫细胞钙离子通道参与气孔开放调节的功能分析

• 发表时间: 2019
• 作者: Islam M;Ye W;Matsushima D;Mohammad Saidur Rhaman;Munemasa S;Okuma E;Nakamura Y;Biswas S;Mano J;Murata Y;三俣好令，宗正晋太郎，中村俊之，中村宜督，村田芳行;三俣好令，宗正晋太郎，中村俊之，中村宜督，村田芳行;三俣好令，宗正晋太郎，中村俊之，中村宜督，村田芳行;三俣好令，宗正晋太郎，中村俊之，中村宜督，村田芳行;宗正晋太郎，中村宜督，村田芳行
• 通讯作者: 宗正晋太郎，中村宜督，村田芳行

Extracellular malate induces stomatal closure via direct activation of guard‐cell anion channel SLAC1and stimulation of Ca2+ signalling

细胞外苹果酸通过直接激活保卫细胞阴离子通道 SLAC1 和刺激 Ca2+ 信号传导诱导气孔关闭

• DOI: 10.1111/nph.18400
• 发表时间: 2022
• 期刊: New Phytologist
• 影响因子: 9.4
• 作者: Mimata Yoshiharu;Munemasa Shintaro;Nakamura Toshiyuki;Nakamura Yoshimasa;Murata Yoshiyuki
• 通讯作者: Murata Yoshiyuki