| Project/Area Number |
20K06692
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 44030:Plant molecular biology and physiology-related
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| Research Institution | Toho University (2022-2023)
Ritsumeikan University (2020-2021) |
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Principal Investigator |
高橋 文雄 東邦大学, 薬学部, 講師 (60332318)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
笠原 賢洋 立命館大学, 生命科学部, 教授 (70361748)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | フシナシミドロ / 青色光受容体 / 葉緑体光定位運動 / アクチン / 黄色植物 / 新奇青色光受容体 / LOV / 原形質流動 / LOV光受容体 / 黄緑藻 |
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| Outline of Research at the Start |
葉緑体光定位運動は、陸上植物（被子植物、シダ、コケ）から藻類まで広範に観察される光応答である。適度な光による集合運動は植物本来の光合成生産能力を向上させ、強光による逃避運動は、葉緑体本体へのダメージを軽減する。本研究では、近年黄緑藻から単離した新奇の光受容体が葉緑体光定位運動のメインスイッチと考え、黄緑藻の葉緑体光定位運動の全貌を解明する。また、陸上植物の葉緑体光定位運動の分子メカニズムと比較し進化的考察を行うことを大きな目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
黄色植物は昆布やワカメなどの褐藻や珪藻または赤潮を形成するラフィド藻類などが属している。この分類群は、陸上植物（緑色植物）と同様に、光の依存した形態形成（光屈性）や運動反応（葉緑体定位運動）が観察される。同じ真核光合成生物ではあるが、その進化の過程（黄色植物は、真核の光合成生物が共生して葉緑体になったため、二次共生と呼ばれる）や遺伝子群の特徴はかなり異なる。緑色植物では、青色光による葉緑体運動反応に青色光受容体フォトトロピンが関与していることが分かっているが、黄色植物では、トランスクリプトームデータベースやゲノム情報からフォトトロピンが存在せず、別の光受容体の関与が示唆されていた。本研究では、黄色植物の属する黄緑藻類フシナシミドロ（Vaucheria）のトランスクリプトームデータから見出された新奇のLOV受容体を、黄色植物の青色応答のターゲットとして解析を行った。
最終年度は、黄色植物フシナシミドロの生理学的解析の再現性について、再解析を行った。青色光による葉緑体定位運動は、阻害剤添加で原形質流動を停止させても、弱光による集合反応または強光による逃避反応が確認された。葉緑体光定位運動と原形質流動のアクチンは別の機構で使われていることがわかった。
生化学的な解析は、大腸菌などの発現系やpETやpColdなどのベクターを用いたが、フラビン結合は見られなかった。現在、他の生物で似たフラビンを持つ、生物を回収してフラビン類の同定を行っている。
エレクポーレーションによる、ファロイジンやdsRNAの導入は、効率は低いが解析可能な状態になった。
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Report
(4 results)
Research Products
(15 results)
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[Journal Article] Three genomes in the algal genus Volvox reveal the fate of a haploid sex-determining region after a transition to homothallism2021
Author(s)
Kayoko Yamamoto, Takashi Hamaji, Hiroko Kawai-Toyooka, Ryo Matsuzaki, Fumio Takahashi, Yoshiki Nishimura, Masanobu Kawachi, Hideki Noguchi, Yohei Minakuchi, James G. Umen, Atsushi Toyoda, Hisayoshi Nozaki
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Journal Title
The Proceedings of the National Academy of Sciences
Volume: 118
Issue: 21
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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