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統御的なrRNA合成制御機構の解明からオルガネラの進化を探る

Publicly Offered Research

Project Area"Matryoshka"-type evolution of eukaryotes
Project/Area Number 24117521
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 InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

今村 壮輔  東京工業大学, 資源化学研究所, 准教授 (70548122)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2014-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2013: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2012: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
KeywordsリボソームRNA / オルガネラ / 細胞内共生 / 共生 / 進化
Research Abstract

本研究では、植物における核、葉緑体、ミトコンドリアにおける統制的なリボソームRNA(rRNA)合成制御メカニズムを解明することを通して、オルガネラの進化や真核生物の構築原理を深めることを目的にしている。本年度は、以下の研究を行った。
(1)ラパマイシンによりTOR活性を制御可能な株の作出:昨年度までに、出芽酵母のFKBP12 タンパク質をシゾン内で発現させることで、TORの特異的な阻害剤であるラパマイシンに対して感受性を示す株を作出した。実際にTOR活性が阻害されているか否かについて、試験管内リン酸化実験を行った。TOR抗体を用いて得られた免疫沈降産物のリン酸化活性は、酵母FKBP12とラパマイシンが共存する時のみ阻害された。
(2)rRNA合成に関わる転写因子の解析:核内においてrRNA合成に貢献する転写因子のプロモーターへの結合をクロマチン免疫沈降(ChIP)法にて解析を行った。その結果、ラパマイシン添加後にプロモーター領域からの解離が観察された。葉緑体に関しては、4種類のRNAポリメーラゼシグマ因子のいずれかがrRAN合成に関わることが考えられたため、4種類の抗体を用いたChIP解析を行った。その結果、4個の内の一つのシグマ因子が葉緑体rRNAプロモーター領域に結合していることが明らかになった。このシグマ因子とrRNAプロモーターとの結合も、ラパマイシン添加により低下した。
(3)オルガネラ間の情報を結ぶ機構:3つのオルガネラにおけるrRNA合成が統制的に行われていることが昨年度までの研究により明らかになっている。それら情報伝達機構について、核と葉緑体間について仮説をたてて解析を行った。現在までに、核ゲノムにコードされ、葉緑体に移行すると考えられるrRAN合成を負に制御する因子の発現が、TOR阻害により誘導されることが示されており、その機能ついて解析を行っている。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2014 2013 2012

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (15 results) (of which Invited: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Expression of budding yeast FKBP12 confers rapamycin susceptibility to the unicellular red alga Cyanidioschyzon merolae.2013

    • Author(s)
      Imamura S, Ishiwata A, Watanabe S, Yoshikawa H, Tanaka K.
    • Journal Title

      Biochem Biophys Res Commun.

      Volume: 439 Issue: 2 Pages: 264-269

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2013.08.045

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nuclear-encoded chloroplast RNA polymerase sigma factor SIG2 activates chloroplast-encoded phycobilisome genes in a red alga, Cyanidioschyzon merolae.2013

    • Author(s)
      Fujii G, Imamura S, Hanaoka M, Tanaka K.
    • Journal Title

      FEBS Lett.

      Volume: 587 Issue: 20 Pages: 3354-3359

    • DOI

      10.1016/j.febslet.2013.08.031

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nitrogen assimilatory pathway and the regulation in a unicellular red alga Cyanidioschyzon merolae2012

    • Author(s)
      Kan Tanaka and Sousuke Imamura
    • Journal Title

      The Japanese Society of Photosynthesis Research

      Volume: 22 Pages: 167-173

    • NAID

      40019553711

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Journal Article] External light conditions and internal cell cycle phases entrain accumulation of chloroplast and mitochondrial transcripts in the red alga Cyanidioschyzon merolae2012

    • Author(s)
      Yu Kanesaki, Sousuke Imamura, Ayumi Minoda, Kan Tanaka
    • Journal Title

      DNA Research

      Volume: 19(3) Issue: 3 Pages: 289-303

    • DOI

      10.1093/dnares/dss013

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  • [Presentation] 植物におけるTOR (target of rapamycin) の機能解明に向けて:ラパマイシンに感受性を示すシゾン株の構築2014

    • Author(s)
      今村壮輔、石綿愛子、渡辺智、吉川博文、田中寛
    • Organizer
      第8回 日本ゲノム微生物学会年会
    • Place of Presentation
      東京農業大学(東京)
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      安藤 洸幸、小倉 駿佑、佐藤 大地、藤井 岳、今村 壮輔、田中 寛、五十嵐 雅之、内海 龍太郎、華岡 光正
    • Organizer
      日本農芸化学会平成26年度大会
    • Place of Presentation
      明治大学(川崎)
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    • Author(s)
      藤井 岳
    • Organizer
      第54回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      岡山大学(岡山県)
    • Year and Date
      2013-03-23
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    • Author(s)
      曾根 俊之
    • Organizer
      第54回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      岡山大学(岡山県)
    • Year and Date
      2013-03-21
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  • [Presentation] 単細胞性緑藻 Pseudochoricystis ellipsoidea を用いたバイオ燃料生産のための有用形質を持つ突然変異体のゲノム解析2013

    • Author(s)
      井出 曜子
    • Organizer
      第7回日本ゲノム微生物学会年会
    • Place of Presentation
      長浜バイオ大学(滋賀県)
    • Year and Date
      2013-03-08
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      並木 友亮
    • Organizer
      第7回日本ゲノム微生物学会年会
    • Place of Presentation
      長浜バイオ大学(滋賀県)
    • Year and Date
      2013-03-08
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  • [Presentation] オイル生産藻類 Pseudochoricystis ellipsoidea における安定した導入遺伝子発現系の開発2013

    • Author(s)
      阿部 淳
    • Organizer
      第7回日本ゲノム微生物学会年会
    • Place of Presentation
      長浜バイオ大学(滋賀県)
    • Year and Date
      2013-03-08
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  • [Presentation] 微細藻類 Pseudochoricystis ellipsoidea の遺伝子ノックアウト技術開発2013

    • Author(s)
      吉満 勇也
    • Organizer
      第7回日本ゲノム微生物学会年会
    • Place of Presentation
      長浜バイオ大学(滋賀県)
    • Year and Date
      2013-03-08
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] ラパマイシンに感受性を示すシゾン株の構築 ―植物におけるTORキナーゼの機能解明に向けて―2013

    • Author(s)
      今村壮輔、石綿愛子、渡辺智、吉川博文、田中寛
    • Organizer
      第7回 日本ゲノム微生物学会若手の会
    • Place of Presentation
      ろうきん研修所富士センター(静岡県)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 単細胞紅藻シゾンの葉緑体光応答と転写制御機構2013

    • Author(s)
      佐藤 大地、安藤 洸幸、小倉 駿佑、藤井 岳、今村 壮輔、田中 寛、華岡 光正
    • Organizer
      日本植物学会 第77回大会
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Nitrogen assimilatory pathway and the regulation in a eukaryotic red alga Cyanidioschyzon merolae2012

    • Author(s)
      Kan Tanaka
    • Organizer
      Physiology and Biotechnology of Microalgae, Russian Academy of Science
    • Place of Presentation
      Moscow(Russia)
    • Year and Date
      2012-10-16
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      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 油脂生産性微細藻類によるバイオ燃料生産―Pseudochoricystis ellipsoideaにおける油脂合成関連遺伝子の同定に向けて―2012

    • Author(s)
      並木 友亮
    • Organizer
      第6回日本ゲノム微生物学会若手の会
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      ろうきん研修所富士センター(静岡県)
    • Year and Date
      2012-09-28
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  • [Presentation] 微細藻類 Pseudochoricystis ellipsoidea の遺伝子改変2012

    • Author(s)
      吉満 勇也
    • Organizer
      第6回日本ゲノム微生物学会若手の会
    • Place of Presentation
      ろうきん研修所富士センター(静岡県)
    • Year and Date
      2012-09-28
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] R2R3-type MYB transcription factor, CmMYB1, is a central nitrogen assimilation regulator in Cyanidioschyzon merolae2012

    • Author(s)
      Sousuke Imamura
    • Organizer
      The 12th Asian Conference on Transcription
    • Place of Presentation
      Seogwipo KAL hotel(Korea)
    • Year and Date
      2012-06-06
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 紅藻シゾンCyanidioschyzon merolaeにおける代謝制御研究2012

    • Author(s)
      田中 寛
    • Organizer
      光合成学会公開シンポジウム「光合成と藻類バイオテクノロジー」
    • Place of Presentation
      東京工業大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2012-06-01
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    • Invited
  • [Book] 微細藻類によるエネルギー生産と事業展望2012

    • Author(s)
      藏野 憲秀
    • Publisher
      シーエムシー出版
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      2012 Annual Research Report

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Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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