Resolving the central metabolism of Arabidopsis guard cells.
シロイヌナズナ孔辺細胞の中心代謝の解明 (機械翻訳の邦題)
記録の確認項目
- 研究デザイン
- その他の原著論文
- 対象
- 未確定
- 出版年
- 2017
- 出典
- doi.org
- 抄録の表示
- 表示あり
- 出版状態
- 有効な記録
- 状態確認日
- 2026/08/17
- 収集日
- 2026/08/03
- 鮮度
- 確認期限内
- 確認段階
- 自動処理
- 記録状態
- 公開
日本語要約(機械生成)
植物の成長に影響する光合成と水利用効率は、葉の気孔によって直接制御される。気孔の大きさは孔辺細胞が調節し、環境変化を感知・応答する分子機構に依存する。葉肉細胞と孔辺細胞の生理は大きく異なるが、代謝への影響は不明であった。本研究では、制約ベースモデリングを用いて、細胞型特異的な転写プロファイルに最も適合するフラックス空間を探索し、シロイヌナズナの葉肉細胞と孔辺細胞の代謝フラックス差を予測した。独立した13C標識実験により、孔辺細胞におけるスクロース合成でのカルビン・ベンソン回路の役割に関する予測が支持された。in silicoとin vivo解析の組み合わせから、孔辺細胞ではホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼによるアナプレロティックCO2固定が高く、これがリンゴ酸の重要な供給源であることが示された。これらの知見は、多細胞植物システムの統合モデリングや成長改良への応用が期待される。
この要約は公開抄録のみを根拠にAIが機械的に生成したものです。正確な内容は原文を確認してください。
抄録
Photosynthesis and water use efficiency, key factors affecting plant growth, are directly controlled by microscopic and adjustable pores in the leaf-the stomata. The size of the pores is modulated by the guard cells, which rely on molecular mechanisms to sense and respond to environmental changes. It has been shown that the physiology of mesophyll and guard cells differs substantially. However, the implications of these differences to metabolism at a genome-scale level remain unclear. Here, we used constraint-based modeling to predict the differences in metabolic fluxes between the mesophyll and guard cells of Arabidopsis thaliana by exploring the space of fluxes that are most concordant to cell-type-specific transcript profiles. An independent 13C-labeling experiment using isolated mesophyll and guard cells was conducted and provided support for our predictions about the role of the Calvin-Benson cycle in sucrose synthesis in guard cells. The combination of in silico with in vivo analyses indicated that guard cells have higher anaplerotic CO2 fixation via phosphoenolpyruvate carboxylase, which was demonstrated to be an important source of malate. Beyond highlighting the metabolic differences between mesophyll and guard cells, our findings can be used in future integrated modeling of multi-cellular plant systems and their engineering towards improved growth.
MeSH
DOI 10.1038/s41598-017-07132-9
PMID 28814793
原文・出典を見る →