A01：「植物の環境応答を調節する新規マグネシウム輸送体の同定と輸送制御機構の解明」
井上 晋一郎（名古屋大学大学院 理学研究科）
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マグネシウム(Mg)は、生体内で多くの酵素の補因子として利用され生命活動を支えます。植物細胞は、動物細胞とは異なり巨大に発達した液胞をもち、その中にMgを輸送・蓄積して細胞質のMgホメオスタシスを維持しますが、液胞へのMg輸送機構やMgホメオスタシス維持が植物のどのような応答に役立っているのか、ほとんど知られていません。私たちは植物の環境応答の一つである「気孔の開口」の研究を通じて、Mgホメオスタシスが気孔の開口に重要であることや、Mgホメオスタシスを支えるMg輸送体候補因子としてCST2を見つけています。本研究では、生理学や構造解析の実験を通してCST2がどのようにMgを輸送するのか明らかにし、さらに、CST2の活性化を担うシグナル伝達機構を明らかにします。また、Mgイメージングの系を構築し、植物におけるMgの生体内動態を明らかにする研究に挑戦します。これにより、植物がMgをどのように運び有効活用しているのか理解し、農作物の栄養強化という応用に繋げていきます。
【関連する代表的論文】
S. Inoue, E. Kaiserli, X. Zhao, T. Waksman, A. Takemiya, M. Okumura, H. Takahashi, M. Seki, K. Shinozaki, Y. Endo, T. Sawasaki, T. Kinoshita, X. Zhang, J.M. Christie, and K. Shimazaki
“CIPK23 regulates blue light-dependent stomatal opening in Arabidopsis thaliana”
The Plant Journal 2020, 104(3), 679–692
DOI: 10.1111/tpj.14955
M. Hayashi, H. Sugimoto, H. Takahashi, M. Seki, K. Shinozaki, T. Sawasaki, T. Kinoshita, and S. Inoue
“Raf-like kinases CBC1 and CBC2 negatively regulate stomatal opening by negatively regulating plasma membrane H+-ATPase phosphorylation”
Photochemical & Photobiological Sciences 2020, 19(1), 88–98
DOI: 10.1039/C9PP00329K
E. Gotoh, K. Oiwamoto, S. Inoue, K. Shimazaki, and M. Doi
“Stomatal response to blue light in crassulacean acid metabolism plants Kalanchoe pinnata and Kalanchoe daigremontiana”
Journal of Experimental Botany 2019, 70(4), 1367–1374
DOI: 10.1093/jxb/ery450
S. Inoue, N. Iwashita, Y. Takahashi, E. Gotoh, E. Okuma, M. Hayashi, R. Tabata, A. Takemiya, Y. Murata, M. Doi, T. Kinoshita, and K. Shimazaki
“Brassinosteroid involvement in Arabidopsis thaliana stomatal opening”
Plant & Cell Physiology 2017, 58(6), 1048–1058
DOI: 10.1093/pcp/pcx049
S. Inoue, and T. Kinoshita
“Blue light regulation of stomatal opening and the plasma membrane H+-ATPase”
Plant Physiology 2017, 174(2), 531–538
DOI: 10.1104/pp.17.00166