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チオレドキシンによる光化学系Iサイクリック電子伝達の制御機構解明

Publicly Offered Research

Project AreaNew Photosynthesis : Reoptimization of the solar energy conversion system
Project/Area Number 17H05730
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionKyoto Sangyo University

Principal Investigator

桶川 友季  京都産業大学, 総合生命科学部, 研究助教 (10582439)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Keywordsチオレドキシン / PSIサイクリック電子伝達 / 光合成 / レドックス制御 / シロイヌナズナ / サイクリック電子伝達 / レドックス
Outline of Annual Research Achievements

光化学系I(PSI)サイクリック電子伝達は、リニア電子伝達と同様に光合成と光防御機構に不可欠であることが証明されているが、その制御機構についてはあまり明らかになっていない。プロトン駆動力の形成に寄与するPSI サイクリック電子伝達の制御機構を明らかにすることはプロトン駆動力制御のネットワークの全貌解明に必要である。
本年度は前年度に引き続き、チオレドキシン(Trx)がPSI サイクリック電子伝達を制御することを明らかにすることと、その制御においてTrx が標的とするタンパク質を同定することを目的に研究を進めた。
前年度の研究から葉緑体ストロマに5グループあるTrxのうちm型Trx(Trx m3を除く)が特異的にPSIサイクリック電子伝達活性を抑制することを明らかにすることができた。そこで本年度はm型Trx が2 つあるPSI サイクリック電子伝達経路のどちらを抑制するかを調べるために、PSI サイクリック電子伝達の2つの変異株、crr2、pgr5 を用いて解析をおこなった結果、m型Trx がPGR5/PGRL1 依存の経路を抑制することを明らかにした。
また、m 型Trx がどのタンパク質を標的とし、PSI サイクリック電子伝達を抑制しているかを明らかにすることを試みた。植物個体から抽出したタンパク質を非還元条件で電気泳動し、m型Trx 特異的な抗体を用いて検出した結果、m型Trx が何らかのタンパク質と相互作用している結果が得られた。分子量からPGRL1 がその候補の1 つとして考えられたため、PGRL1 特異的な抗体を用いて同様の実験をおこなったところ、同じ分子量の位置にバンドが確認できた。またそれぞれの欠損変異株でそのバンドが検出できないという結果から、PGRL1 がm 型Trx の標的タンパク質である可能性が示唆する結果を得ることができた。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] チオレドキシンシステムによる光合成の調節機構2018

    • Author(s)
      桶川友季、本橋健
    • Journal Title

      化学と生物

      Volume: 56 Pages: 452-453

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Comparative transcriptomics with self-organizing map reveals cryptic photosynthetic differences between two accessions of North American Lake cress2018

    • Author(s)
      Nakayama Hokuto、Sakamoto Tomoaki、Okegawa Yuki、Kaminoyama Kaori、Fujie Manabu、Ichihashi Yasunori、Kurata Tetsuya、Motohashi Ken、Al-Shehbaz Ihsan、Sinha Neelima、Kimura Seisuke
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 8 Issue: 1 Pages: 1-15

    • DOI

      10.1038/s41598-018-21646-w

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] m型チオレドキシンは光化学系Iサイクリック電子伝達を負に制御する2019

    • Author(s)
      桶川友季、本橋健
    • Organizer
      第60回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] チオレドキシンによる光化学系Iサイクリック電子伝達の制御メカニズム解析2018

    • Author(s)
      桶川友季、本橋健
    • Organizer
      第9回日本光合成学会年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Regulation of cyclic electron transport around Photosystem I by thioredoxin2018

    • Author(s)
      Yuki Okegawa, Ken Motohashi
    • Organizer
      International Symposium on Photosynthesis and Chloroplast Biogenesis 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] チオレドキシンによる光化学系Iサイクリック電子伝達制御機構の解析2018

    • Author(s)
      桶川 友季、本橋 健
    • Organizer
      第59回日本植物生理学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Rorippa aquaticaの栄養繁殖を制御する遺伝子群の探索2018

    • Author(s)
      天野瑠美,中山北斗,桃井理沙,郡司玄,竹林裕美子,桶川友季,本橋健,笠原博幸,Ali Ferjani,木村成介
    • Organizer
      第59回日本植物生理学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] シロイヌナズナにおけるm型チオレドキシン過剰発現株の解析2017

    • Author(s)
      桶川 友季
    • Organizer
      新光合成&若手の会ジョイント若手ワークショップ
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] シロイヌナズナの葉緑体におけるチオレドキシン依存のレドックス制御システム2017

    • Author(s)
      桶川 友季
    • Organizer
      第47回植物バイテクシンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2019-12-27  

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