| Project/Area Number |
16K18561
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Research Field |
Plant molecular biology/Plant physiology
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
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| Research Collaborator |
NISHIYAMA Yoshitaka
TAKAGI Kensuke
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2018)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
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| Keywords | 光合成 / シアノバクテリア / 光化学系II / 光阻害 / 電子伝達 / 修復 / 酸化ストレス / サイクリック電子伝達 / Synechocystis / 変動光 / 環境 / ストレス / 遺伝子 / タンパク質 |
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| Outline of Final Research Achievements |
Non photochemical quenching (NPQ) is important short-term acclimation in response to high light conditions. Cyanobacteria have Orange Carotenoid Protein (OCP) that quenches excessive light energy as heat. We generated the OCP-deficient and OCP-overexpressed strains. OCP-overexpressed strain showed high NPQ level and tolerance to photoinhibition of photosystem II. Additionally, de novo synthesis of photosystem II protein, D1, was enhanced and also the production of singlet oxygen that inhibits the elongation of translation, was decreased in the overexppressed strain. We concluded that larger extent of NPQ should suppress the production of singlet oxygen via quenching the excitation energy and the elongation process should be protected, resulting in alleviated photo inhibition of photosystem II. This study was published in Plant Cell and Physiology (2019) 60, 367-375.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
これまでに、オレンジカロテノイドが強光からの光化学系の保護に寄与することは示されていたが、そのメカニズムは議論があった。我々の結果は、オレンジカロテノイド依存的なNPQが、活性酸素種の一種である一重項酸素の発生を抑えることで酸化ストレスに弱い翻訳伸長反応の保護につながり、その結果として光阻害につながったことを示した。さらに、シアノバクテリアに存在する２つのサイクリック電子伝達経路（NDH, PGR5）のうち、PGR5経路の生理的意義について研究事例はほとんどなかったが、本研究により、PGR5経路は光環境変動時に何らかの役割を果たすことが示唆された。
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