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シアノバクテリアにおけるレドックスネットワークの解明

Research Project

Project/Area Number 16J10036
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

見原 翔子  東京工業大学, 生命理工学院, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2018: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2017: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2016: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywordsレドックス制御 / シアノバクテリア / チオレドキシン / 窒素固定 / ヘテロシスト / 活性酸素
Outline of Annual Research Achievements

レドックス制御は、タンパク質の酸化還元(レドックス)状態を変化させることでタンパク質の活性を調節する分子機構である。光合成生物のレドックス制御については、植物葉緑体で研究が進められており、光合成で得られた還元力を利用してチオレドキシン(Trx)が代謝酵素など様々なタンパク質を還元することで、光照射に応答した代謝制御を行なっていることが明らかになっている。しかし、葉緑体の起源であるシアノバクテリアのレドックス制御系については研究が立ち遅れている。そこで、本研究では、窒素固定型、ヘテロシスト形成型シアノバクテリアAnabaena sp. PCC 7120(Anabaena 7120)のレドックスネットワークの解明を目指して研究を行なっている。本年度はレドックスネットワークのin vivoでの作用機序と生理的重要性の解明を目的とし、以下の研究を行なった。
① Trxの細胞内発現量
Anabaena 7120が持つTrxの内、6種について細胞内のタンパク質発現量を調べた。抗体染色法を用いて定量し、Trx-m1が他のTrxに比べて著しく多く発現していることを明らかにした。
② ヘテロシスト内のレドックス制御系
Anabaena 7120の栄養細胞とヘテロシストにおけるレドックス制御系を調べた。栄養細胞とヘテロシストそれぞれにTrxの標的を特異的に発現させた株を作製した。光条件下の細胞内におけるTrxの標的のレドックス状態を調べ、ヘテロシストでは栄養細胞に比べて標的が酸化されていることを明らかにした。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Disruption of the gene trx-m1 impedes the growth of Anabaena sp. PCC 7120 under nitrogen starvation2019

    • Author(s)
      Deschoenmaeker Frederic、Mihara Shoko、Niwa Tatsuya、Taguchi Hideki、Nomata Jiro、Wakabayashi Ken-ichi、Hisabori Toru
    • Journal Title

      Plant and Cell Physiology

      Volume: in press Issue: 7 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1093/pcp/pcz056

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The Absence of Thioredoxin m1 and Thioredoxin C in Anabaena sp. PCC 7120 Leads to Oxidative Stress2018

    • Author(s)
      Deschoenmaeker Frederic、Mihara Shoko、Niwa Tatsuya、Taguchi Hideki、Wakabayashi Ken-Ichi、Hisabori Toru
    • Journal Title

      Plant and Cell Physiology

      Volume: 59 Pages: 2432-2441

    • DOI

      10.1093/pcp/pcy163

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thioredoxin regulates G6PDH activity by changing redox states of OpcA in the nitrogen-fixing cyanobacterium Anabaena sp. PCC 71202018

    • Author(s)
      Mihara S, Wakao H, Yoshida K, Higo A, Sugiura K, Tsuchiya A, Nomata J, Wakabayashi KI, Hisabori T.
    • Journal Title

      Biochem J.

      Volume: 475 Issue: 6 Pages: 1091-1105

    • DOI

      10.1042/bcj20170869

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Functional Significance of NADPH-Thioredoxin Reductase C in the Antioxidant Defense System of Cyanobacterium Anabaena sp. PCC 71202017

    • Author(s)
      Shoko Mihara, Keisuke Yoshida, Akiyoshi Higo, Toru Hisabori
    • Journal Title

      Plant Cell Physiology

      Volume: 58 Pages: 86-94

    • DOI

      10.1093/pcp/pcw182

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ヘテロシスト内では光条件下でもチオレドキシンの標的が酸化されている2019

    • Author(s)
      見原翔子、吉田啓亮、若林憲一、久堀徹
    • Organizer
      日本光合成学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 窒素固定型シアノバクテリアAnabaena sp. PCC 7120のヘテロシスト内のレドックス制御系2019

    • Author(s)
      見原翔子、吉田啓亮、若林憲一、久堀徹
    • Organizer
      日本植物生理学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Anabaena sp. PCC 7120のチオレドキシン還元酵素およびチオレドキシンの機能解析2018

    • Author(s)
      見原翔子、吉田啓亮、若林憲一、久堀 徹
    • Organizer
      日本植物生理学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 窒素固定型シアノバクテリアAnabaena sp. PCC 7120のG6PDHのOpcAを介したレドックス制御2017

    • Author(s)
      見原 翔子、 若尾 瞳、 杉浦 一徳、 肥後 明佳、 吉田 啓亮、 久堀 徹
    • Organizer
      日本植物生理学会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 窒素固定型シアノバクテリアのG6PDH活性はアクチベータータンパク質であるOpcAのレドックス状態によって制御される2017

    • Author(s)
      見原 翔子、 若尾 瞳、 杉浦 一徳、 肥後 明佳、 吉田 啓亮、 久堀 徹
    • Organizer
      日本光合成学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Thioredoxin regulates G6PDH activity by changing redox status of OpcA in the nitrogen fixing cyanobacterium Anabaena sp. PCC 71202017

    • Author(s)
      Shoko Mihara, Hitomi Wakao, Keisuke Yoshida, Ken-ichi Wakabayashi, Toru Hisabori
    • Organizer
      Taiwan-Japan Plant Biology
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Anabaena sp. PCC 7120のG6PDHの活性化因子OpcAによるレドックス制御2017

    • Author(s)
      見原翔子、若尾瞳、杉浦一徳、肥後明佳、吉田啓亮、若林憲一、久堀徹
    • Organizer
      藍藻の分子生物学
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Remarks] シアノバクテリアのレドックス制御システムの重要性

    • URL

      http://www.res.titech.ac.jp/news/reserch/reserch201706.html

    • Related Report
      2017 Annual Research Report

URL: 

Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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