二酸化炭素のセンシングと光合成制御機構の解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Environmental sensing of plants: Signal perception, processing and cellular responses |
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| Project/Area Number |
25120714
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
福澤 秀哉 京都大学, 生命科学研究科, 教授 (30183924)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2014)
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| Budget Amount *help |
¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000)
Fiscal Year 2014: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2013: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
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| Keywords | 二酸化炭素 / シグナル伝達 / カルシウム / 輸送体 / DYRK / Yak1 / クラミドモナス / 窒素飢餓 / 光合成 / センサー / ピレノイド / 環境 / 葉緑体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
CO2濃縮機構を制御する因子CCM1とMYB転写因子LCR1を、緑藻クラミドモナスからこれまでに同定しているが、光合成生物においてCO2センサーやCO2シグナル伝達経路の全体像は明らかでない。CO2シグナル伝達因子を新たに同定するために、矩形波パルスによる高効率エレクトロポレーション法（Yamano et al., J. Biosci. Bioeng. 2013）を用いて、約20,000株のDNAタグindexライブラリーを作成し、この中から、低CO2 (LC)条件下で生育が遅延する高CO2 (HC)要求性変異株を３株単離した。３株とも野生株と比べて低CO2誘導性のCO2濃縮能が減少していた。特に、H82では細胞膜と葉緑体包膜にそれぞれ局在する無機炭素輸送体HLA3とLCIAの蓄積が失われていた。さらに、本来ピレノイドに集合するべきLCIBが葉緑体全体に広がった。H82株がHC要求性を示す原因は、無機炭素輸送体HLA3とLCIAの発現不良と、LCIBの局在異常による可能性が示唆された。H82の変異原因遺伝子は、シロイヌナズナの葉緑体カルシウムセンサー(CAS)の相同遺伝子であったことから、CO2センシングにカルシウムが係わる可能性が示唆された（Wang et al., Photosynth. Res. 2014）。また、窒素源が枯渇すると、細胞は酢酸を取り込みトリアシルグリセロール（TAG）に転換・蓄積するとともに、光合成を停止して次の世代を準備する。今回単離した低TAG蓄積変異株tar1-1は、取り込んだ酢酸を20％にしかTAGに転換できず、光合成の停止が遅れた。変異を相補する遺伝子の産物は、チロシン残基のリン酸化により活性化をうけるタンパク質リン酸化酵素DYRKであった。TAG蓄積がタンパク質リン酸化酵素により制御を受けることを今回初めて明らかにした。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(27 results)
