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クロロフィル蛍光を用いたシアノバクテリアの代謝系相互作用の定量的解析

Research Project

Project/Area Number 14J07221
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Plant molecular biology/Plant physiology
Research InstitutionWaseda University

Principal Investigator

小川 敬子  早稲田大学, 教育・総合科学学術院, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2016: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2015: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsシアノバクテリア / クロロフィル蛍光 / 光合成 / 呼吸
Outline of Annual Research Achievements

光合成色素のクロロフィルが放出する蛍光は、光合成の状態を反映する。一方で、原核光合成生物のシアノバクテリアにおいては、全代謝経路はオルガネラに局在せず一つの細胞内に混在し相互に作用し得る状態にあるため、クロロフィル蛍光には光合成を通して他の代謝系の状態も反映される。本研究では前(平成27)年度に、シアノバクテリアSynechocystis sp. PCC 6803において、代謝系に直接的に関与する遺伝子のみならずタンパク質翻訳に関与する酵素をコードする遺伝子の破壊もクロロフィル蛍光挙動に反映されることを明らかにしている。これはタンパク質翻訳関連遺伝子の破壊株において光合成電子伝達鎖で光化学系Ⅰより下流が野生株よりも酸化的になっているためであることを、本(平成28)年度明らかにした。さらに、アミノ酸代謝に関わる複数の遺伝子の破壊株において、クロロフィル蛍光挙動がタンパク質翻訳関連遺伝子破壊株と同じ傾向を示すことを見出した。これらの結果から、タンパク質翻訳関連遺伝子の破壊により増加すると予想されるアミノ酸含有量がクロロフィル蛍光挙動に影響を与えていることが示唆される。これらの成果を、国内学会では第7回日本光合成学会年会、日本植物学会第80回大会、第58回日本植物生理学会年会において、国際会議ではFinnish-Japanese symposium 2016において報告した。また、本研究課題を通してこれまで明らかにしてきた代謝系間の相互作用やクロロフィル以外の色素の影響により生じる問題も内容に含めてクロロフィル蛍光測定手法について総説論文にまとめ、Photosynthesis Research誌に発表した。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2017 2016 2015 2014

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Estimation of photosynthesis in cyanobacteria by pulse amplitude modulation chlorophyll fluorescence: problems and solutions2017

    • Author(s)
      Ogawa, T., Misumi, M. and Sonoike, K.
    • Journal Title

      Photosynthesis Research

      Volume: 印刷中 Issue: 1-3 Pages: 63-73

    • DOI

      10.1007/s11120-017-0367-x

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Effects of bleaching by nitrogen deficiency on the quantum yield of photosystem II in Synechocystis sp. PCC 6803 revealed by chlorophyll fluorescence measurements2016

    • Author(s)
      Ogawa, T. and Sonoike, K.
    • Journal Title

      Plant & Cell Physiology

      Volume: 57 Issue: 3 Pages: 558-567

    • DOI

      10.1093/pcp/pcw010

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Analysis of spontaneous suppressor mutants from the photomixotrophically-grown pmgA-disrupted mutant in the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 68032015

    • Author(s)
      Nishijima, Y., Kanesaki, Y., Yoshikawa, H., Ogawa, T., Sonoike, K., Nishiyama, Y. and Hihara, Y.
    • Journal Title

      Photosynth. Res.

      Volume: - Issue: 2-3 Pages: 465-475

    • DOI

      10.1007/s11120-015-0143-8

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dissection of respiration and photosynthesis in the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803 by the analysis of chlorophyll fluorescence2015

    • Author(s)
      Ogawa, T. and Sonoike, K.
    • Journal Title

      Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology

      Volume: 144 Pages: 61-67

    • DOI

      10.1016/j.jphotobiol.2015.02.005

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] シアノバクテリアSynechocystis sp. PCC 6803における代謝系間相互作用を利用したクロロフィル蛍光測定による遺伝子機能解析2017

    • Author(s)
      小川敬子、鈴木健太、園池公毅
    • Organizer
      第58回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      鹿児島
    • Year and Date
      2017-03-18
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] シアノバクテリアにおける翻訳関連遺伝子の破壊の影響は光化学系Ⅰ還元側を通してクロロフィル蛍光に反映される2016

    • Author(s)
      小川敬子、鈴木健太、園池公毅
    • Organizer
      日本植物学会第80回大会
    • Place of Presentation
      沖縄
    • Year and Date
      2016-09-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Respiration affects photosynthesis through the reducing side of photosystem I in cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 68032016

    • Author(s)
      Ogawa, T., Suzuki, K. and Sonoike, K.
    • Organizer
      Finnish-Japanese symposium 2016
    • Place of Presentation
      Saariselka, Finland
    • Year and Date
      2016-09-07
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] シアノバクテリアにおけるタンパク質翻訳の阻害は呼吸活性を上昇させる2016

    • Author(s)
      小川敬子、鈴木健太、園池公毅
    • Organizer
      第7回日本光合成学会年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2016-05-27
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] シアノバクテリアSynechocystis sp. PCC 6803における翻訳関連遺伝子の破壊がクロロフィル蛍光に与える影響2016

    • Author(s)
      小川敬子、鈴木健太、園池公毅
    • Organizer
      第57回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      岩手大学(岩手県・盛岡市)
    • Year and Date
      2016-03-20
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] フィコビリン量によらずシアノバクテリアの光化学系Ⅱ量子収率をクロロフィル蛍光により見積もる方法2015

    • Author(s)
      小川敬子、園池公毅
    • Organizer
      藍藻の分子生物学2015
    • Place of Presentation
      かずさアカデミアホール(千葉県・木更津市)
    • Year and Date
      2015-11-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Problems and its exploitation of chlorophyll fluorescence measurement in cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 68032015

    • Author(s)
      Ogawa, T. and Sonoike, K.
    • Organizer
      15th International Symposium on Phototrophic Prokaryotes
    • Place of Presentation
      チュービンゲン(ドイツ)
    • Year and Date
      2015-08-03
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 窒素欠乏条件下におけるシアノバクテリアの光合成量子収率の新しい評価法による解析2015

    • Author(s)
      小川敬子、園池公毅
    • Organizer
      第6回日本光合成学会年会
    • Place of Presentation
      岡山国際交流センター(岡山県・岡山市)
    • Year and Date
      2015-05-22
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] クロロフィル蛍光測定から見えるシアノバクテリアの代謝系間相互作用2015

    • Author(s)
      小川敬子、鈴木健太、園池公毅
    • Organizer
      第56回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      東京農業大学(東京都・世田谷区)
    • Year and Date
      2015-03-16
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] シアノバクテリアのNPQの光強度依存性を決める要因の解析2014

    • Author(s)
      小川敬子、園池公毅
    • Organizer
      第5回日本光合成学会年会
    • Place of Presentation
      近畿大学(奈良県・奈良市)
    • Year and Date
      2014-05-30
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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