| Project/Area Number |
20K06705
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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 | Kyoto University |
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Principal Investigator |
長谷 あきら 京都大学, 理学研究科, 名誉教授 (40183082)
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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 |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | フィトクロム / 分子種 / 舌構造 / N-PASドメイン / 光感度調節 / 避陰応答抑制 / 植物進化 / 温度応答 / 避陰応答 / FR高照射反応 |
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| Outline of Research at the Start |
植物の主要な光受容体フィトクロムにはAとBという機能が大きく異なる分子種が存在する。植物は進化の過程で、両者のアミノ酸配列の一部を変化させ、この機能分担を実現した。しかしながら、具体的にどのアミノ酸残基がどのように機能分化に寄与しているかは分かっていない。本研究では、フィトクロムAとBの中間の分子を様々設計し、それらを遺伝子導入植物で発現させ機能を評価することで、この謎の解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物の光受容体フィトクロムにはフィトクロムA（phyA）とB（phyB）という機能が大きく異なる２つの分子種が存在する。植物は、祖先型のアミノ酸配列の一部を変化させ、この機能分担を実現した。しかしながら、具体的にどのアミノ酸残基がどのような機能に対応しているかは不明である。本研究では、phyAとphyBの配列を混ぜ合わせた分子を設計し、それらを植物に遺伝子導入して発現させ、その性質を調べることでこの謎の解明を目指してきた。また、最近進捗が著しい植物フィトクロム分子の構造解明や、野外トランスクリプトーム解析などの結果と本研究の結果を照合することで、phyAの構造や生理機能に関する考察を進めた。
我々は過去に、フィトクロム分子内のPHYドメインに光応答の感度調節能があることを報告していた（Oka et al., 2012）。さらに、昨年度までの本研究により、PHYドメインのなかの特定のアミノ酸残基が感度調節に深くかかわることを見出した。そこで本年度は、１）最近報告された植物フィトクロムの分子構造に、上記のアミノ酸残基の位置をマップしたところ、フィトクロムのN末端ドメインから突き出たC末端領域とこれらのアミノ酸残基の間に相互作用が存在する可能性が示唆された。また、２）シロイヌナズナと近縁のハクサンハタザオの野外トランスクリプトームデータについて、phyA応答に関わる分子の光応答を確認したところ（京都大・工藤洋教授らとの共同研究）、冬季に、アントシアニンの合成が強光に応答して上昇するが、この応答にphyAが関わる可能性が示唆された。
以上の研究により、phyAによる避陰応答抑制に関する分子構造的基盤や、生態学的意義に関する理解が深まった。現在、これらの研究成果をまとめるべく、論文投稿に向けて準備を進めている。
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Report
(4 results)
Research Products
(9 results)
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[Presentation] The Origin of the Phytochrome A Functions2021
Author(s)
Akira Nagatani, Misato Kikuchi, Yukiko Yoshikawa, Kanako Shinohara, Tomomi Suzuki, Nobuyoshi Mochizuki
Organizer
19th Congress of the European Society for Photobiology、Salzburg (on line)
Related Report
Int'l Joint Research / Invited
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