葉緑体光定位運動を仲介するＣＨＵＰ１タンパク質の動態制御機構の解析

• Project Area: Environmental sensing of plants: Signal perception, processing and cellular responses
• Project/Area Number: 23120523
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 和田 正三 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 特任教授 (60011681)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥16,380,000 (Direct Cost: ¥12,600,000、Indirect Cost: ¥3,780,000); Fiscal Year 2012: ¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000); Fiscal Year 2011: ¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000)
• Keywords: 葉緑体運動 / 葉緑体 / CHUP1 / アクチン繊維 / シロイヌナズナ / 外包膜 / 青色光 / phototropin / 酵母ツーハイブリッド

Outline of Annual Research Achievements

１．「CHUP1の新規結合因子CHIP1の解析」： CHUP1の相互作用因子として、Dual Membrane Yeast Two-Hybrid解析により同定されたCHIP1 (CHUP1-Interacting Protein 1)の葉緑体運動への影響とCHUP1動態制御機構における機能を解析した。シロイヌナズナには２種類のCHIP1ホモログが存在し、それぞれCHIP1-like 1 (CHIL1), CHIL2と命名した。一方ゼニゴケ、シダなどの下等植物ではCHIP1だけが存在する。CHIP1はCHUP1と同様に、１細胞中にある多数の葉緑体が光定位運動を示す陸上植物に広く保存されていることが明らかになった。また、CHIP1とCHUP1の細胞内での結合をBiFC法で示した。以上のことから、CHIP1はCHUP1と共に、葉緑体運動機構に必須の因子である可能性が示唆された。２．「CHUP1の細胞内分布制御におけるアクチンの役割」：CHUP1の細胞内分布制御に対するアクチンの関与を２種類のアクチン阻害剤（Cytochalasin D, CytD; Latrunculin B, LatB）を用いて調べた。その結果、アクチン繊維のbarbed endに結合しアクチンサブユニットの結合・脱結合を阻害するCytDの処理では、青色光に依存した粒状CHUP1が分散する変化が起こらないこと、アクチンモノマーに結合しアクチン重合を阻害するLatB処理では、粒状CHUP1が分散化し、その後再配置までは起こるが、葉緑体運動は起こらないことが分った。以上の結果は、CHUP1の細胞内再分布にはアクチン繊維の再構築が必要であることを示唆している。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Rapid severing andmotility of cp-actin filaments arerequired for the chloroplast avoidanceresponse (2013)
  • Author(s): Kong, S.-G., Y. Arai, N. Suetsugu, T.Yanagida, M. Wada
  • Journal Title: Plant Cell Volume: 25 Issue: 2 Pages: 572-590
  • DOI: 10.1105/tpc.113.109694
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chloroplastscontinuously monitor photoreceptorsignals during accumulation movement (2013)
  • Author(s): Tsuboi, H., M. Wada
  • Journal Title: J.Plant Research Volume: (in press) Issue: 4 Pages: 557-566
  • DOI: 10.1007/s10265-012-0542-2
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Bothphototropin 1 and 2 localize on thechloroplast outer membrane with distinctlocalization activity (2013)
  • Author(s): Kong, S.-G., N. Suetsugu, S. Kikuchi, M.Nakai, A. Nagatani, M. Wada
  • Journal Title: Plant CellPhysiol Volume: 54 Issue: 1 Pages: 80-92
  • DOI: 10.1093/pcp/pcs151
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Antagonistic regulation of leafflattening by phytochrome B andphototropin in Arabidopsis thaliana (2013)
  • Author(s): Kozuka, T., N. Suetsugu, M. Wada, A.Nagatani
  • Journal Title: Plant Cell Physiol Volume: 54 Issue: 1 Pages: 69-79
  • DOI: 10.1093/pcp/pcs134
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] carboxy-terminal membraneassociation domain of phototropin 2 isnecessary for chloroplast movements (2013)
  • Author(s): Kong, S.-G., T. Kagawa, M. Wada, A.Nagatani A
  • Journal Title: Plant Cell Physiol Volume: 54 Issue: 1 Pages: 57-68
  • DOI: 10.1093/pcp/pcs132
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Both LOV1 and LOV2 domains ofphototropin2 function as thephotosensory domain for hypocotylphototropic response in Arabidopsisthaliana (Brassicaceae) (2013)
  • Author(s): Suetsugu, N., S.-G. Kong, M. Kasahara,M. Wada
  • Journal Title: Amer. J. Bot Volume: 100 Issue: 1 Pages: 60-69
  • DOI: 10.3732/ajb.1200308
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Resent advances in the understanding of fern responses to light. (2013)
  • Author(s): Wada, M.
  • Journal Title: Fern Gazette Volume: 19 Pages: 97-115
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] CHUP1 mediates actin-basedlight-induced chloroplast movement inthe moss Physcomitrella patens (2012)
  • Author(s): Usami, H., T. Maeda, Y. Fujii, K. Oikawa,F. Takahashi, T. Kagawa, M. Wada, M.Kasahara
  • Journal Title: Planta Volume: 236 Issue: 6 Pages: 1889-1897
  • DOI: 10.1007/s00425-012-1735-6
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The KACfamily of kinesin-like proteins isessential for the attachment ofchloroplasts to the plasma membrane inland plants (2012)
  • Author(s): Suetsugu N, Y. Sato, H. Tsuboi, M.Kasahara, T. Imaizumi, T. Kagawa, Y.Hiwatashi, M. Hasebe, M. Wada
  • Journal Title: Plant Cell Physiol Volume: 53 Issue: 11 Pages: 1854-1865
  • DOI: 10.1093/pcp/pcs133
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Epigenetic memory of DNAi mediated by cytosine methylation and histone modification in fern. (2012)
  • Author(s): Tsuboi, H.
  • Journal Title: Plant Signaling Behavior Volume: 7 Pages: 1477-1483
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Phototropin Function in Chloroplast Movement (2012)
  • Author(s): Wada, M.
  • Organizer: 10th International Congress on Plant Molecular Biology
  • Place of Presentation: Jeju, Korea
  • Year and Date: 2012-12-24
  • Invited
• [Presentation] How to deal with a plant material? In the case of Adiantum capillus-veneris (2012)
  • Author(s): Wada, M.
  • Organizer: Marchantia Workshop 2012 at Aso
  • Place of Presentation: Kumamoto, Japan
  • Year and Date: 2012-11-15
  • Invited
• [Presentation] 植物学会と歩んだ35年、葉緑体に学んで29年 (2012)
  • Author(s): 和田正三
  • Organizer: 日本植物学会
  • Place of Presentation: 姫路
  • Year and Date: 2012-09-16
  • Invited
• [Remarks] 九州大学和田研究室
  • URL: http://wadalab.biology.kyushu-u.ac.jp
• [Remarks]
  • URL: http://wadalab.biology.kyushu-u.ac.jp