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新型非光化学消光(NPQ)変異体の解析による新規光合成制御モデルの構築と検証

Research Project

Project/Area Number 14J12093
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Plant molecular biology/Plant physiology
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

佐藤 諒一  東京工業大学, 生命理工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords光合成 / NPQ / qE / プロトン濃度勾配 / シロイヌナズナ / 非光化学消光 / 強光順化
Outline of Annual Research Achievements

本研究は今までに報告例のない新型の非光化学消光(NPQ)変異体を用いた解析を通じて新規光合成制御モデルの構築と検証を行うことが目的である。前年度の研究から、本変異体の原因遺伝子であるLight Acclimation Protein 1(以下LAP1)はNPQの中でもチラコイド膜内外のプロトン濃度差によって制御される熱放散(qE)に関与する事が明らかになっている。しかし、LAP1タンパク質がどのようにqEに関与しているかは不明であった。
そこで本年度はLAP1の生理的機能を明らかにする目的でLAP1タンパク質に関するいくつかの生理学的、生化学的な実験を行った。また、LAP1タンパク質の具体的な分子機能について考察する目的で、高等植物における光合成器官である葉緑体の祖先とされているシアノバクテリアを用いて、シアノバクテリアにおけるLAP1ホモログを欠損した変異体を作成し、その影響を調べた。その結果、LAP1タンパク質は葉緑体形作っている膜である葉緑体包膜と光合成を行う場である葉緑体チラコイド膜の双方に局在し、プロトン輸送に関与する事で、葉緑体全体のpHとそれに付随するNPQ誘導を制御する、新規NPQ制御因子である可能性が示唆された。
このような制御因子の存在に関する報告は前例が無い。そのため、LAP1の関与する光合成制御機構は本研究分野の今後に大きなインパクトを与える事が予想される。また、ここまでの研究成果をまとめ、科学雑誌への論文投稿を進めている。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2016 2014

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Prediction of respective contribution of linear electron flow and PGR5-dependent cyclic electron flow to non-photochemical quenching induction.2014

    • Author(s)
      Ryoichi Sato, Hiroyuki Ohta, and Shinji Masuda
    • Journal Title

      Plant Physiology and Biochemistry

      Volume: 81 Pages: 190-196

    • DOI

      10.1016/j.plaphy.2014.03.017

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Klebsormidium flaccidum genome reveals primary factors for plant terrestrial adaptation.2014

    • Author(s)
      Hori, Koichi, et al.
    • Journal Title

      Nature communications

      Volume: 5 Issue: 1 Pages: 1-9

    • DOI

      10.1038/ncomms4978

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cyanobacterial monogalactosyldiacylglycerol-synthesis pathway is involved in normal unsaturation of galactolipids and low-temperature adaptation of Synechocystis sp. PCC 68032014

    • Author(s)
      Yuichi Yuzawa, et al.
    • Journal Title

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Molecular and Cell Biology of Lipids

      Volume: 1841.4 Issue: 4 Pages: 475-483

    • DOI

      10.1016/j.bbalip.2013.12.007

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Characterization of LAP1 involved in high-light acclimation2016

    • Author(s)
      佐藤 諒一、高市 真一、太田 啓之、増田 真二
    • Organizer
      第57回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      岩手大学上田キャンパス
    • Year and Date
      2016-03-18
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] コンピュータシミュレーションによる光合成循環的電子伝達の非光化学消光(NPQ)の誘導における役割と寄与率の推定2014

    • Author(s)
      佐藤 諒一、太田 啓之、増田 真二
    • Organizer
      第52回日本生物物理学会
    • Place of Presentation
      北海道 札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 非光化学消光(NPQ)の誘導における PGR5 依存の循環的電子伝達の役割と寄与率2014

    • Author(s)
      佐藤 諒一、太田 啓之、増田 真二
    • Organizer
      第5回日本光合成学会公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      近畿大学 農学部 奈良キャンパス(奈良県奈良市)
    • Year and Date
      2014-05-30 – 2014-05-31
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

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

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