| Project/Area Number |
17H01872
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Risk sciences of radiation and chemicals
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
HIDEMA Jun 東北大学, 生命科学研究科, 准教授 (20250855)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 修正 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (70370921)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2018: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2017: ¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000)
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| Keywords | 紫外線UVB / 植物 / 光回復酵素 / 細胞内局在 / オートファジー / 葉緑体 / ミトコンドリア / UVB抵抗性 / CPD光回復酵素 / 葉緑体移行シグナル / ミトコンドリア障害 / DNA損傷 / 葉緑体定位運動 / UVB防御機構 / オルガネラ障害 / UVB耐性 / 修復 / 光修復酵素 / ストレス耐性 |
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| Outline of Final Research Achievements |
Cyclobutane pyrimidine dimer (CPD) photolyase, which repairs UVB-induced DNA damage, CPD, is essential for plants living in the sun. In the rice plant, rice CPD photolyase is expressed and targeted to not only the nucleus and the mitochondria but also the chloroplasts. This protein repairs UVB-induced CPDs in all three genomes. Therefore, rice CPD photolyase is a nuclear, mitochondrial and chloroplast triple-targeting protein. On the other hand, in some plants such as Arabidopsis thaliana, the transfer signal sequence for PHR to transfer to chloroplast is deleted, and it cannot be transferred to chloroplast. In such plants, autophagy, which removes damaged chloroplasts and mitochondria, is actively functioning, and Arabidopsis lacking autophagy shows UVB sensitivity. Therefore, autophagy plays an important role in UVB resistance.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究成果は、高等植物におけるCPD 光回復酵素の生体内における新たな機能やタンパク質のオルガネラ輸送に関わる新たなシグナル配列、輸送機構の発見にとどまるだけでない。「植物において太陽紫外線によって各々のオルガネラDNA に生じた傷が、生体内の諸過程、諸作用にどのような影響を及ぼし、致命的な障害を導いているのか？また障害に対してどのような修復応答を行い、生命を維持しているのか？」といった、放射線（含紫外線）生物学の根幹をなす概念を提唱し、さらには、環境農学的見地からUVB 環境耐性植物の創出へと発展させることも可能な成果である。
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