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J-GLOBAL ID：202002273621266847   整理番号：20A1739852

液胞H+-ピロホスファターゼとサイトゾルピロホスファターゼの欠如はArabidopsis thalianaにおける致命的発育欠陥を引き起こす【JST・京大機械翻訳】

Lack of Vacuolar H⁺ -Pyrophosphatase and Cytosolic Pyrophosphatases Causes Fatal Developmental Defects in Arabidopsis thaliana

著者 (10件)： Fukuda Mayu (Laboratory of Cell Dynamics, Graduate School of Bioagricultural Sciences, Nagoya University, Nagoya, Japan) ,  Mieda Marika (Laboratory of Cell Dynamics, Graduate School of Bioagricultural Sciences, Nagoya University, Nagoya, Japan) ,  Sato Ryosuke (Laboratory of Cell Dynamics, Graduate School of Bioagricultural Sciences, Nagoya University, Nagoya, Japan) ,  Kinoshita Satoru (Laboratory of Cell Dynamics, Graduate School of Bioagricultural Sciences, Nagoya University, Nagoya, Japan) ,  Tomoyama Takaaki (Laboratory of Cell Dynamics, Graduate School of Bioagricultural Sciences, Nagoya University, Nagoya, Japan) ,  Ferjani Ali (Department of Biology, Tokyo Gakugei University, Tokyo, Japan) ,  Maeshima Masayoshi (Laboratory of Cell Dynamics, Graduate School of Bioagricultural Sciences, Nagoya University, Nagoya, Japan) ,  Maeshima Masayoshi (Graduate School of Bioscience and Biotechnology, Chubu University, Kasugai, Japan) ,  Segami Shoji (Laboratory of Cell Dynamics, Graduate School of Bioagricultural Sciences, Nagoya University, Nagoya, Japan) ,  Segami Shoji (National Institute for Basic Biology, Okazaki, Japan)
資料名： Frontiers in Plant Science (Web)  (Frontiers in Plant Science (Web))
巻： 11  ページ： 655  発行年： 2020年 
JST資料番号： U7094A  ISSN： 1664-462X  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： スイス (CHE)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 無機ピロリン酸(PPi)のサイトゾルレベルは,主に液胞H+-ピロホスファターゼ(H+-PPアーゼ,VHP1/FUGU5/AVP1)により加水分解され,Arabidopsis thalianaにおいて5つのサイトゾル可溶性ピロホスファターゼ(sPPase;PPa1-PPa5)により二次的に加水分解された。H+-PPase(fugu5s)の機能喪失変異体は,硝酸塩が培養培地の唯一の窒素源である場合,ロゼット葉において萎縮表現型を示すことが報告されている。この表現型に対して,2つの疑問は,なぜ,萎縮がシュートと培地の間の物理的接触に依存するのか,そして,どのようにアンモニウムがそのような萎縮を防ぐかを残す。この表現型を駆動する機構を理解するために,著者らは,フグ5-1がクチクラ欠損,細胞膨潤,減少したβ-グルカンレベル,および葉における静脈奇形を示す,アンモニウムフリー培地上の突然変異体の成長および表現型を分析し,細胞壁の弱化および細胞致死を示唆した。二重変異体fgu5-1 ppa1とfgu5-1 ppa4のフグ5-1と比較して,窒素依存性表現型はPPi代謝に関連している可能性がある。この過程におけるアンモニウムの役割を解明するために,sPPase mRNAレベルの変動と,他の型のピロホスファターゼのような代替PPi除去因子の可能性を調べた。最初に,sPPaseの蛋白質とmRNAレベルの両方が窒素源によって影響されないことを見出した。第2に,他のPPi除去因子の影響を評価するために,H+-PPaseの三重ノックアウト変異体の表現型とアンモニウム含有培地上の2つのsPPaseを調べた。フグ5ppa1 ppa2とfgu5 ppa1 ppa4は,ほぼ致死的な胚表現型を有し,生存者は顕著な矮性及び異常な形態を示した。さらに,フグ5ppa1+/-ppa4は葉縁で重度の萎縮を示した。他の3つの変異体,フグ5ppa1 ppa5とfgu5 ppa2 ppa4は根毛の死を示し,標準培地上で生育した場合でも,変形した雌ずいによりほぼ不稔であった。まとめると,これらの結果は,H+-PPaseとsPPaseがPPiホメオスタシスを維持するために協調して作用し,他のPPi除去剤の存在がそうでないこと,そして,アンモニウムがPPi加水分解を刺激するよりむしろ窒素代謝中のPPiの産生を抑制するかもしれないことを示唆する。Copyright 2020 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 窒素 ,  加水分解 ,  mRNA ,  *液胞 ,  死 ,  タンパク質 ,  表現型 ,  *ピロホスファターゼ ,  ホメオスタシス ,  アンモニウムイオン ,  *サイトゾル ,  *Arabidopsis ,  萎縮症 ,  *Arabidopsis thaliana
準シソーラス用語： 窒素源 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (6件)： Arabidopsis thaliana ,  細胞壁 ,  葉萎縮 ,  窒素栄養素 ,  ピロリン酸 ,  ピロホスファターゼ

分類 (1件)： 植物生理学一般  (EH02010Y)

引用文献 (52件)：

• Amthor J. S., Bar-Even A., Hanson A. D., Millar A. H., Stitt M., Sweetlove L. J., et al (2019). Engineering strategies to boost crop productivity by cutting respiratory carbon loss. Plant Cell 31 297-314. doi: 10.1105/tpc.18.00743
• Anderson C. T., Carroll A., Akhmetova L., Somerville C. (2010). Real-time imaging of cellulose reorientation during cell wall expansion in Arabidopsis roots. Plant Physiol. 152 787-796. doi: 10.1104/pp.109.150128
• Asaoka M., Inoue S. I., Gunji S., Kinoshita T., Maeshima M., Tsukaya H., et al (2019). Excess pyrophosphate within guard cells delays stomatal closure. Plant Cell Physiol. 60 875-887. doi: 10.1093/pcp/pcz002
• Asaoka M., Segami S., Ferjani A., Maeshima M. (2016). Contribution of PPi-hydrolyzing function of vacuolar H+-pyrophosphatase in vegetative growth of Arabidopsis : evidenced by expression of uncoupling mutated enzymes. Front. Plant Sci. 7:415. doi: 10.3389/fpls.2016.00415
• Baltscheffsky M., Schultz A., Baltscheffsky H. (1999). H+-proton-pumping inorganic pyrophosphatase: A tightly membrane-bound family. FEBS Lett. 452 121-127. doi: 10.1016/S0014-5793(99)00617-611

タイトルに関連する用語 (6件)： 液胞 ,  ピロホスファターゼ ,  欠如 ,  Arabidopsis ,  発育 ,  欠陥