チオレドキシンによるPGR5/PGRL1依存経路の制御機構とその生理的意義の解明
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21K06219
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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 | Okayama University |
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Principal Investigator |
桶川 友季 岡山大学, 資源植物科学研究所, 助教 (10582439)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 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 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 光合成 / 葉緑体 / チオレドキシン / 光化学系I / サイクリック電子伝達 / 変動光 / レドックス制御 / 光阻害 |
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| Outline of Research at the Start |
植物は光合成反応をおこなうことによって、太陽の光エネルギーを利用して生命が利用可能な化学エネルギーを作り出している。この反応の実体は葉緑体における電子伝達反応である。地球上のほぼ全ての生命活動を支えている光合成だが、その詳細な制御メカニズムについては未解明な部分が多い。
本研究では、光合成電子伝達経路の１つである光化学系Iサイクリック電子伝達に注目し、この経路が植物体内でどのように制御されているかを明らかにすることを目的にしている。
制御の生理的な意義が解明されれば、植物の光合成能力の改善に結びつくことが期待される。
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| Outline of Annual Research Achievements |
自然環境において植物は常に光強度の変化にさらされる。このような変動する光環境に適切に応答するために植物は葉緑体内に様々な調節機構を持ち、光合成を最適化している。これまでの研究からPGR5/PGRL1依存の光化学系Iサイクリック電子伝達が変動光条件下での植物の光防御に重要であることがわかっている。また、チオレドキシンシステムによるタンパク質のレドックス制御もこの調節機構の一つである。最終年度はチオレドキシンの中でもこれまでその機能があまりわかっていなかったｘ型およびｙ型チオレドキシンに注目して研究をおこなった。この2タイプのチオレドキシンを欠損したシロイヌナズナ突然変異体は弱光と強光が繰り返し照射される変動光条件において光合成電子伝達反応が阻害され、光化学系Iのタンパク質が光損傷を受けることがわかった。変異体において変動光照射後、光化学系Iの活性は野生株と比べて顕著に低下していた。その結果、これらの変異体を変動光条件で生育させると著しい成長阻害を示した。この生育の表現型は植物を一定の光強度条件で育てると見られなかった。これらの結果から、x型およびy型チオレドキシンが変動する光ストレス環境条件で光合成装置を光損傷から守り、これが変動光条件下での植物の成長に重要であることを明らかにすることができた。
３年間の研究期間の1年目にはもう一つのチオレドキシンシステムであるNTRCタンパク質とPGR5/PGRL1依存のPSIサイクリック電子伝達による電子分配について、2年目にはf型およびm型チオレドキシンとPGR5/PGRL1依存のPSIサイクリック電子伝達について明らかにしてきた。本年度のx型およびy型チオレドキシンの研究成果を含めチオレドキシンシステムおよびPGR5/PGRL1依存の光化学系Ｉサイクリック電子伝達に関わる研究成果を３本の論文として発表した。
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Report
(3 results)
Research Products
(15 results)
