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葉緑体から核への遺伝子移行を説明する翻訳不適合説の実験的検証

Research Project

Project/Area Number 19657072
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Evolutionary biology
Research InstitutionNagoya City University

Principal Investigator

杉浦 昌弘  Nagoya City University, 大学院・システム自然科学研究科, 名誉教授 (80027044)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中邨 真之  名古屋市立大学, 大学院・システム自然科学研究科, 研究員 (60322145)
稲葉 桂子  名古屋市立大学, 大学院・システム自然科学研究科, 研究員 (40448709)
Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000)
Fiscal Year 2008: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Keywords葉緑体 / タバコ / 翻訳 / mRNA / リボソームタンパク質遺伝子 / in vitro系 / 共生 / ラン藻 / 進化
Research Abstract

葉緑体はラン藻様の原核生物が宿生細胞に共生して生じた。この祖先原核ゲノムは、一部を葉緑体に残し大部分は核に移行した。我々は、翻訳系の変化に対応できなくなった遺伝子が核に移行したという「翻訳不適合説」を立て、この説の検証を我々のタバコ葉緑体融in vitro翻訳系を用いて試みた。
1.タバコ核由来のrbcS mRNAの翻訳速度の測定(中邨)
約1.8kbのタバコ葉緑体rbcL mRNAの翻訳速度を蛍光リジンtRNAの取込みで測定したが、長すぎて翻訳されにくかった。3'末端側を順次欠失させて翻訳効率を上げ、約3分の2を欠失して158コドンにしたものが良い結果を得たので、この短縮rbcL mRNAを使うことにした。一方、核コードのrbcS mRNAはトランジット配列と成熟SSをコードするので、SSコード領域のみを葉緑体rbcL mRNAのLSコード領域と置き換えたキメラmRNAを作製した。この両mRNAのin vitro翻訳を試みたが、再現性ある結果がまだ出ていない。
2,対照実験としての他種のmRNAの調査と調製(杉浦)
対照実験として、葉緑体コードのリボソームタンパク質S2と核コードのリボソームタンパク質L23の遺伝子をまず候補とした。本調査中に、葉緑体のリボソームタンパク質Sl6遺伝子がシロイヌナズナの核にもあり、その産物がミトコンドリアと葉緑体へも移行するとの報告が出たので(Ueda et al.2008)タバコ葉緑体Sl6 mRNAを用いてin vitro翻訳を行っている。タバコのESTも蓄積中なので核ゲノムのS8遺伝子を探索中である。
本計画は完了までに至らなかったが、引き続き研究費を申請して研究を続行する予定である。

Report

(2 results)
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2008 2007 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (2 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Termination codon-dependent translation of partially overlapping ndhC-ndhK transcripts in chloroplasts2008

    • Author(s)
      Yukawa, Y., M. Sugiura
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 105

      Pages: 19549-19553

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Selection of synonymous codons for better expression of recombinant proteins in tobacco chloroplasts2008

    • Author(s)
      Nakamura, M., M. Sugiura
    • Journal Title

      Plant Biotechnology (in press)

    • NAID

      10025181202

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A survey of expressed tRNA genes in the chromosome I of Arabidopsis using an RNA polymerase III-dependent in vitro transcription system2007

    • Author(s)
      Yukawa, Y., T. Mizutani, K. Akama and M. Sugiura
    • Journal Title

      Gene 392

      Pages: 7-13

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Translation of psbC mRNAs starts from the downstream GUG, not the upstream AUG, and requires the extended Shine-Dalgarno sequence in tobacco chloroplasts2007

    • Author(s)
      Kuroda, H., H. Suzuki, T. Kusumegi, T. Hirose, Y. Yukawa and M. Sugiura
    • Journal Title

      Plant Cell Physiology 48

      Pages: 1374-1378

    • NAID

      10027004706

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The complete structure of the cucumber(Cucumis sativus L.)chloroplast genome: its composition and comparative analysis2007

    • Author(s)
      Plader, W., Y. Yukawa, M. Sugiura and S. Malepszy
    • Journal Title

      Cell. Mol. Biol. Lett. 12

      Pages: 582-594

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Unique mechanisms of translation in higher plant chloroplasts.2008

    • Author(s)
      Sugiura, M., M. Yukawa, H. Kuroda, M. Nakamura
    • Organizer
      The XVI Congress of the Federation of European Societies of Plant Biology
    • Place of Presentation
      Tampere, Finland
    • Year and Date
      2008-08-18
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Mechanisms of protein synthesis in higher plant chloroplasts2007

    • Author(s)
      Sugiura, M.
    • Organizer
      10th International Colloquium on Endocytobiology and Symbiosis
    • Place of Presentation
      Gmunden, Austria
    • Year and Date
      2007-09-11
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Book] RNA editing in chloroplasts. In "RNA Editing" (H. U. Goringer, ed)2008

    • Author(s)
      Sugiura, M.(分担執筆)
    • Total Pages
      23
    • Publisher
      Springer-Verlag, Berlin Heidelberg
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.nsc.nagoya-cu.ac.jp/~sugiura/index.html

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.nsc.nagoya-cu.ac.jp/~sugiura/index.html

    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2016-04-21  

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