Spatial division of labor in photosynthetic metabolism by uneven distribution of Rubisco and starch in chloroplast stroma space

• Project/Area Number: 23K26888
• Project/Area Number (Other): 23H02195 (2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 39020:Crop production science-related
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 谷口 光隆 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (40231419)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大井 崇生 高知工科大学, 理工学群, 准教授 (60752219)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥19,370,000 (Direct Cost: ¥14,900,000、Indirect Cost: ¥4,470,000); Fiscal Year 2025: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2024: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2023: ¥13,650,000 (Direct Cost: ¥10,500,000、Indirect Cost: ¥3,150,000)
• Keywords: C4植物 / 葉緑体 / 光合成 / Rubisco / デンプン

Outline of Research at the Start

葉緑体内のRubiscoタンパク質とデンプン粒の偏在が活性レベルでも起き、光合成の効率化に貢献しているかを課題1で明らかにし、課題2において偏在の分子機構を明らかにする研究に挑む。
課題1：光合成代謝偏在の確認とその生理的意義の解明 ①CO2固定反応とデンプン粒形成反応の偏在の解析、②デンプン粒形成の初期過程の観察、③供給されるCO2の量や局在性とRubisco偏在の連動についての解析、④遠心的に配置する葉緑体内のRubisco分布の解析
課題2：Rubiscoの濃度比較と相互作用タンパク質の探索 ①Rubisco濃度の植物間比較、②Rubiscoタンパク質と葉緑体内で相互作用するタンパク質の探索