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植物葉緑体RNAポリメラーゼのppGpp結合部位に関する研究

Research Project

Project/Area Number 10J01668
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Bioproduction chemistry/Bioorganic chemistry
Research InstitutionUniversity of Shizuoka (2011)
Hokkaido University (2010)

Principal Investigator

佐藤 道大  静岡県立大学, 薬学部, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2010 – 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywordsstringent response / ppGpp / RSH / ヒメツリガネゴケ / 緊縮応答 / relA/spoT homolog / 葉緑体
Research Abstract

ヒメツリガネゴケにおけるRSH遺伝子のクローニングおよび機能解析
これまでの研究より、ヒメツリガネゴケが有する9つのRSH遺伝子の発現量は、植物にとってストレスとなる紫外線やアブシジン酸処理により、顕著に上昇することが明らかとなった。このうち、最も強く発現しているP_pRSH1およびP_pRSH2に注目し、ヒメツリガネゴケにおけるRSH遺伝子の機能解明を目的に研究に着手した。まずP_pRSH1およびP_pRSH2の過剰発現株を作製することにした。得られたそれら欠損変異株はともに、野生株と比較して茎葉体の数が増加するという表現型を示した。RSHタンパク質は植物においては葉緑体に局在しており、葉緑体内において機能していることが示唆されている。また、RSHタンパク質産物であるppGppは原核生物の転写翻訳活性に影響を与えることから、次に、野生株および変異株の葉緑体タンパク質について二次元電気泳動により解析した。その結果、グルコース含有培地で生育させたときにのみ、そのタンパク質プロファイルに変化が現れた。すなわちグルコース含有培地において、ルビスコ大サブユニットタンパク質の含量が有意に減少していることが明らかとなった。さらに遺伝子発現レベルにおいてもルビスコ大サブユニットの発現が減少していることも示された。このことは、RSH遺伝子がグルコース代謝と光合成に関わっているというこれまでにない新たな知見を示すものである。植物におけるRSH遺伝子の機能に関する報告はこれまでにほとんどなされておらず、本結果はRSH遺伝子の機能を解明する重要な足がかりとなると考えられる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

植物におけるRSH遺伝子の機能を解明することが本研究の目的であり、研究を行った結果、これまでに報告されていない知見を得ることができた。本研究結果は植物における緊縮応答研究の新たな道筋となりえる。

Strategy for Future Research Activity

植物における緊縮応答研究であるので、いずれは高等植物を用いた実験を行う必要がある。今回は、高等植物よりも進化的に原核生物に近いヒメツリガネゴケを用いた研究であり、本研究で得られた知見を高等植物に応用する必要がある。すなわちモデル高等植物であるイネやタバコを用いて、RSH遺伝子が葉緑体の機能に関わっているのかを明らかにし、葉緑体の機能改質を介したストレス耐性を有する植物の創成へとつなげたい。

Report

(2 results)
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2012 2011 2010

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Establishing a New Methodology for Genome Mining and Biosynthesis of Polyketides and Peptides through Yeast Molecular Genetics2012

    • Author(s)
      石内勘一郎、佐藤道大, 他9名
    • Journal Title

      Chembiochem

      Volume: 13 Issue: 6 Pages: 846-854

    • DOI

      10.1002/cbic.201100798

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Arabidopsis CYP94B3 encodes jasmonyl-L-isoleucine 12-hydroxylase, a key enzyme in the oxidative catabolism of jasmonate2011

    • Author(s)
      北岡直樹、佐藤道大, 他7名
    • Journal Title

      Plant and Cell Physiology

      Volume: 52 Pages: 1757-1765

    • NAID

      10030304507

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cloning and characterization of an allene oxide cyclase, PpAOC3, in Physcomitrella patens2011

    • Author(s)
      Takahiro Hashimoto
    • Journal Title

      Plant Growth Regulation

      Volume: (印刷中)

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 糸状菌由来休眠型生合成遺伝子の活性化によるペプチド系天然物合成システムの構築2012

    • Author(s)
      佐藤道大
    • Organizer
      日本薬学会第132年会(札幌)
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2012-03-29
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 糸状菌由来休眠型生合成遺伝子の活性化によるペプチド系天然物合成システムの構築2012

    • Author(s)
      佐藤道大
    • Organizer
      日本農芸化学会2012年度大会
    • Place of Presentation
      京都女子大学
    • Year and Date
      2012-03-25
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒメツリガネゴケにおけるppGpp合成酵素遺伝子(PpRSH)の機能解析2011

    • Author(s)
      佐藤道大
    • Organizer
      日本農芸化学会2011年度京都大会
    • Place of Presentation
      京都(中止)(要旨集発行)
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒメツリガネゴケにおけるppGpp合成酵素遺伝子の機能解析2010

    • Author(s)
      佐藤道大
    • Organizer
      日本農芸化学会東北支部第145回大会
    • Place of Presentation
      東北大学(仙台市)
    • Year and Date
      2010-09-27
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Identification and characterization of ppGpp synthetase in physcomitrella patens.2010

    • Author(s)
      佐藤道大
    • Organizer
      20th IPGSA Conference - International Plant Growth Substances Association
    • Place of Presentation
      Universitat Rovira I Virgili (Spain)
    • Year and Date
      2010-06-30
    • Related Report
      2010 Annual Research Report

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Published: 2010-12-03   Modified: 2024-03-26  

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