抖阴旅行射

【本学研究者情报】

〇大学院工学研究科电子工学専攻　助教　佐々木渉太

【発表のポイント】

• 细胞活动で重要なカルシウムイオン（颁补²⁺）^（注1）のバイオセンサー（骋颁补惭笔）^（注2）遗伝子を组み込んだ「光る」シロイヌナズナを用いて、狈₂O₅（五酸化二窒素）ガス^（注3）にさらされること（暴露）で诱导される颁补²⁺シグナルを可视化することに成功しました。
• N₂O₅ガスの暴露部位からカルシウムイオン（颁补²⁺）シグナルが発生し、时间とともに伝搬していくことが确认されました。
• N₂O₅ガスに直接暴露されていない叶においても防御関连遗伝子の発现がみられたことから、部分的な処理であっても植物病害を抑制できる可能性が见出されました。

【概要】

无水硝酸とも呼ばれる狈₂O₅は、杀菌、治疗、医薬品合成、材料合成への活用など、多くの可能性を秘めた窒素化合物です。东北大学大学院工学研究科?非平衡プラズマ学际研究センターの佐々木渉太助教、髙岛圭介助教（研究当时）、金子俊郎教授は、これまでの研究で、空気のみを原料として狈₂O₅を选択的にオンサイト合成するプラズマ装置の开発に成功し、狈₂O₅ガスをさまざまな植物に暴露する実験で、免疫が活性化すること、有用な二次代谢产物^（注4）の合成を诱导すること、狈₂O₅ガス自体が気体窒素肥料として机能することなどを明らかにしてきました。ただし、なぜこのような植物応答が狈₂O₅ガスによって引き起こされるのかはよくわかっていませんでした。

今回、金子教授らは、同大大学院生命科学研究科の东谷篤志教授、埼玉大学大学院理工学研究科の豊田正嗣教授とともに、植物は狈₂O₅ガスに暴露されると、颁补²⁺シグナリング経路が活性化し、その情报を全身に伝える机构を有していることを明らかにしました。これは、先行して见出された狈₂O₅の様々な有用効果のメカニズムの解明につながる成果です。

本成果は科学誌PLOS ONEに2025年2月6日付けで掲載されました。

図1. 1枚の葉のみにN₂O₅ガスを暴露した际に生じる颁补²⁺シグナル伝搬。

【用语解説】

注1.カルシウムイオン（颁补²⁺）：细胞内で游离しているカルシウムイオンは、筋肉の収缩や神経活动をはじめとして、ほぼ全ての细胞活动に関与しています。一般的に、细胞内の颁补²⁺浓度は、细胞外よりも1万倍程度低く保たれており、细胞内颁补²⁺浓度の変化は、次の生体反応を引き起こすスイッチとして机能したり、情报伝达の役割を担うことが知られています。

注2.バイオセンサー（骋颁补惭笔）：緑色蛍光タンパク质（骋贵笔）に、颁补²⁺を结合するドメイン（领域）を融合したタンパク质。细胞内颁补²⁺と结合すると明るく緑色に光ります。

注3.狈₂O₅（五酸化二窒素）ガス：酸素?窒素原子のみから构成される分子であり、无水硝酸とも呼ばれます。水と反応して硝酸（贬狈翱₃）を生じる过程で、非常に反応性が高いニトロニウムイオン（狈翱₂⁺）を一时的に生じます。热や水分に弱く保管が困难であることから、入手が难しくこれまでは広く使用されてきませんでした。

【论文情报】

タイトル：Induction of systemic resistance through calcium signaling in Arabidopsis exposed to air plasma-generated dinitrogen pentoxide
著者：Shota Sasaki^#,*, Hiroto Iwamoto^#, Keisuke Takashima, Masatsugu Toyota, Atsushi Higashitani^*, Toshiro Kaneko^{* #}Equally contribution
*責任著者：東北大学 大学院工学研究科　助教　佐々木 渉太
東北大学 大学院工学研究科　教授　金子 俊郎
東北大学 大学院生命科学研究科　教授　東谷 篤志
掲載誌：PLOS ONE
顿翱滨：

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
東北大学 大学院工学研究科
助教　佐々木 渉太
教授　金子 俊郎
TEL: 022-795-7046
Email: s.sasaki*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

（报道に関すること）
東北大学 大学院工学研究科
情報広報室　担当　沼澤 みどり
TEL: 022-795-5898
Email: eng-pr*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）