高等植物ミトコンドリアゲノム構成とその維持機構の解明

• Project/Area Number: 17780002
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Breeding science
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 有村 慎一 東京大学, 大学院農学生命科学研究科, 助手 (00396938)
• Project Period (FY): 2005 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000); Fiscal Year 2006: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000); Fiscal Year 2005: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
• Keywords: ミトコンドリア / ゲノム / ミトコンドリア分裂 / 蛍光定量 / 細胞生物学

Research Abstract

高等植物ミトコンドリアは、細胞内に数百個存在しており、一般的にそれらはすべてミトコンドリアDNA(ゲノム)を持っているが、実測した例は少ない。著者は、タバコの培養細胞と、イネの根を用いて、ミトコンドリアとミトコンドリアDNAを同時に染色、可視化する技術を開発し、ミトコンドリアあたりが持つDNA量を視覚的に解析した。その結果、ミトコンドリア一個あたりのDNA量にはかなりばらつきがあり、中にはDNAを全く保持していないと思われるミトコンドリアが存在することが分かり、また、イネの根では分裂組織を含む根端に近い部分では、根の中心部や基部に比べて、DNAを保持しているミトコンドリアの割合が多く、またそれぞれのDNA量も多いということが分った。この内容は日本育種学会ならびにGenes ＆ Genetic Systems誌に投稿、受理発表された。その後、さらにこの遺伝子の内部構造、包含遺伝子の種類を知るためにFIBR FISH法をトライしている。DNAの構造(環状、線状)の可視化と、単一蛍光色でのFIBR FISHには成功しているが、多色のFIBR FISHの成果が近く成果が出る予定である。また、ミトコンドリアから単離したDNAをなるべく傷つけず、より多くをカバーガラス上に貼り付ける技術の開発に成功した。

Research Products

• [Journal Article] Single-organelle tracking by two-photon conversion (2007)
  • Author(s): Watanabe w, Shimada T, Matsunaga S, et al.
  • Journal Title: OPTTCS EXPRESS 15(5) Pages: 2490-2498
• [Journal Article] Ethylene promotes submergence-induced expression of OsABA8ox1, a gene that encodes ABA 8' -hydroxylase in rice (2007)
  • Author(s): Saika H, Okamoto M, Miyoshi K, et al.
  • Journal Title: PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 48(2) Pages: 287-298
• [Journal Article] Isolation and characterization of the pea cytochrome c oxidase Vb gene (2006)
  • Author(s): Kubo N, Arimura S, Tsutsumi N, et al.
  • Journal Title: GENOME 49(11) Pages: 1481-1489
• [Journal Article] Evidence for transit peptide acquisition through duplication and subsequent frameshift mutation of a preexisting protein gene in rice (2006)
  • Author(s): Ueda M, Fujimoto M, Arimura S, et al.
  • Journal Title: MOLECULAR BIOLOGY AND EVOLUTION 23(12) Pages: 2405-2412
• [Journal Article] Different amounts of DNA in each mitochondrion in rice root (2006)
  • Author(s): Takanashi H, Arimura S, Sakamoto W, et al.
  • Journal Title: GENES ＆ GENETIC SYSTEMS 81(3) Pages: 215-218
  • NAID: 10018212814
• [Journal Article] The mitochondrial fission regulator DRP3B does not regulate cell death in plants (2006)
  • Author(s): Yoshinaga K, Fujimoto M, Arimura S, et al.
  • Journal Title: ANNALS OF BOTANY 97(6) Pages: 1145-1149
• [Journal Article] Promoter shuffling at a nuclear gene for mitochondrial RPL27. Involvement of interchromosome and subsequent intrachromosome recombinations (2006)
  • Author(s): Ueda M, Arimura S, Yamamoto MP, et al.
  • Journal Title: PLANT PHYSIOLOGY 141(2) Pages: 702-710
• [Journal Article] Mitochondrial behavior in the early stages of ROS-stress leading to cell death in Arabidopsis thaliana. (2005)
  • Author(s): Keiko Yoshinaga, Shin-ichi Arimura, Yasuo Niwa, Nobuhiro Tsutsumi, Hirofumi Uchimiya, Maki Kawai-Yamada
  • Journal Title: Annals of Botany 96 Pages: 337-342
• [Journal Article] Mammalian Bax initiates plant cell death through organelle destruction. (2005)
  • Author(s): Keiko Yoshinaga, Shin-ichi Arimura, Aiko Hirata, Yasuo Niwa, Dae-Jin Yun, Nobuhiro Tsutsumi, Hirofumi Uchimiya, Maki Kawai-Yamada
  • Journal Title: Plant Cell Rep. 24 Pages: 408-417
• [Book] 細胞工学別册植物細胞工学シリーズ22 植物の細胞を観る実験プロトコール" (2006)
  • Author(s): 中野明彦, 福田裕穂, 西村幹夫 監修, 藤本優, 堤伸浩, 有村慎一
  • Total Pages: 12
  • Publisher: 細胞工学別册植物細胞工学シリーズ22 "植物の細胞を観る実験プロトコール"