細胞質に存在する無益回路に着目したザゼンソウ温度センサーに関する研究

Zazenso温度传感器研究，关注细胞质中存在的无用电路

基本信息

批准号：
22380184
负责人：
伊藤菊一
金额：
$ 9.4万
依托单位：
Iwate University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22380184/
关键词：
生体分子蛋白質酵素植物無益回路発熱植物ザゼンソウ

项目摘要

ザゼンソウ(座禅草)は早春に花を咲かせるサトイモ科の発熱植物である。本植物の発熱は、肉穂花序と呼ばれる特異器官で観察されるが、興味深いことに、肉穂花序の温度は、氷点下を含む外気温の変動にも関わらず、発熱により、その体温を20℃内外に維持することが明らかになっている。寒冷環境において"恒温性"を有する植物はこれまでザゼンソウ以外には見出されていない。本研究の目的は、ザゼンソウの恒温性を保証する"温度制御システム"に関わる分子群について、ミトコンドリアに存在するシアン耐性呼吸酵素(AOX:alternative oxidase)のみならず、細胞質に存在する"無益回路(futile cycle)"に着目し、その"温度センサー"としての機能を明らかにすることにある。本年度は、国内のザゼンソウ群落地にて発熱中のザゼンソウより肉穂花序のサンプリングや温度測定などの実験を計画していたが、H23年3月に発生した東日本大震災の影響により、当該実験を予定通り行うことが困難な状況となった。研究室において保存されていた肉穂花序サンプルも震災に伴う停電の影響で本来の生物活性が保持されているか確定できない状況となり、研究の遅延が生じた。このような状況の下、保存状態が良かったザゼンソウ肉穂花序由来cDNAを用い、無益回路を構成する酵素群をコードする遺伝子の同定に成功した。得られた遺伝子群は、既にデータベースに登録されている当該遺伝子群と高い相同性を有していた。これらの結果は、次年度以降の無益回路に関するより詳細な解析の一助になる有益なものである。

Zazenso 是一种天南星科产热植物，在早春开花。这种植物的发热是在一种叫做花序花序的独特器官中观察到的，但有趣的是，尽管外界温度波动，包括零度以下的温度，花序序花序的温度仍能将其体温维持在20℃。它将在内部和外部进行维护。到目前为止，除了李子之外，还没有发现其他植物在寒冷环境中具有“恒温”能力。这项研究的目的不仅是检查线粒体中存在的抗氰呼吸酶（AOX：替代氧化酶），还要检查细胞质中存在的关于“温度控制系统”中涉及的分子组的“无效回路”确保山艾树的恒温。这项研究的目的是关注“无用循环”并阐明其作为“温度传感器”的功能。今年，我们原计划进行从发烧植物中采集花序、测量国内山艾群落温度等实验，但由于 2011 年 3 月发生的东日本大地震的影响，我们没有计划进行这样的实验变得很困难。由于地震导致停电，无法确定实验室保存的肉穗花序样本是否保留了原有的生物活性，导致研究延误。在这种情况下，我们利用保存完好的中国杏花序花序的cDNA，成功地鉴定了编码构成无效回路的酶的基因。获得的基因组与数据库中已登记的基因组具有较高的同源性。这些结果很有用，将有助于在明年及以后对无效电路进行更详细的分析。