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植物の共生オルガネラ制御におけるPPRシステムの解析

Publicly Offered Research

Project Area"Matryoshka"-type evolution of eukaryotes
Project/Area Number 26117718
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 InstitutionKyushu University

Principal Investigator

中村 崇裕  九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (10464398)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥10,920,000 (Direct Cost: ¥8,400,000、Indirect Cost: ¥2,520,000)
Fiscal Year 2015: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2014: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Keywordsオルガネラ / PPR / 共生オルガネラ制御 / 植物 / 葉緑体 / ミトコンドリア
Outline of Annual Research Achievements

1. PPR変異体の解析  いまだ分子表現型が明らかでないホモ化個体5系統の解析を継続して行った。ホモ化個体が得られている小クラスターに着目して、その表現型の共通性などを解析した。
2. PPR遺伝子の転写制御領域の同定  H26年度に推定した転写制御領域にルシフェラーゼなどのレポータ遺伝子を融合し、植物に形質転換した。レポータ遺伝子の発現を指標に、PPRクラスターの転写制御領域を同定をこころみた。
PPRクラスターを制御する転写因子の同定  当初計画では、内在の転写因子のノックダウンなどによるPPRシステムの撹乱を予定していたが、PPR遺伝子に作用すると予測された潜在的な転写因子は、他の多くの作用遺伝子を含むため、当初計画で内在の転写因子のノックダウンでは、様々な二次的な影響が得られる可能性が高い。そこで、H25年度に抽出したクラスター中の保存領域(潜在的な転写制御領域)に作用するCRISPR-activatorを構築し、これを用いることで、クラスター中のPPR遺伝子群の発現を操作することで、目的とするPPRシステムの撹乱を試みた。
3. PPRシステムの攪乱の解析
当初計画で挙げた、PPR遺伝子のクラスターからの除外、異種PPRのクラスターへの導入、クラスターの転写を制御する因子の改変、のうち、PPR遺伝子のクラスターからの除外を行った。形質転換植物におけるオルガネラ機能の変化(光合成、呼吸、など)、および植物個体の生理型表現型(ストレス応答、形態形成、配偶子形成、など)を解析した。得られた結果を基に、PPRによるマリオネット式オルガネラ制御システムの植物における役割、意義を考察した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 5 results)

  • [Journal Article] Mitochondrial ORF79 levels determine pollen abortion in cytoplasmic male sterile rice.2016

    • Author(s)
      Kazama T, Itabashi E, Fujii S, Nakamura T, Toriyama K.
    • Journal Title

      Plant J.

      Volume: 85 Issue: 6 Pages: 707-16

    • DOI

      10.1111/tpj.13135

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Challenges of EditForce Inc., to go beyond genome editing.2015

    • Author(s)
      agi, Y., Shirakwa, M. & Nakamura, T.
    • Journal Title

      Nature

      Volume: 528

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Homologous recombination-independent large gene cassette knock-in in CHO cells using TALEN and MMEJ-directed donor plasmids.2015

    • Author(s)
      Sakuma, T., Takenaga, M., Kawabe, Y., Nakamura, T., Kamihira, M. & Yamamoto, T.
    • Journal Title

      Int. J. Mol. Sci.

      Volume: 16 Issue: 10 Pages: 23849-23866

    • DOI

      10.3390/ijms161023849

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The potential for manipulating RNA with pentatricopeptide repeat proteins2014

    • Author(s)
      Yagi Y, Nakamura T, Small I.
    • Journal Title

      Plant J.

      Volume: 78 Issue: 5 Pages: 772-782

    • DOI

      10.1111/tpj.12687

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Pentatricopeptide repeat motifs in the processing enzyme PRORP1 in Arabidopsis thaliana play a crucial role in recognition of nucleotide bases at TψC loop in precursor tRNAs.2014

    • Author(s)
      Imai T, Nakamura T, Maeda T, Nakayama K, Gao X, Nakashima T, Kakuta Y, Kimura M.
    • Journal Title

      Biochem Biophys Res Commun.

      Volume: 450 Issue: 4 Pages: 1541-1546

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2014.07.030

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The potential for manipulating RNA with pentatricopeptide repeat proteins2014

    • Author(s)
      Y. Yagi., N. Nakamura., I. Small
    • Journal Title

      The Plant Journal

      Volume: (in press) Issue: 5 Pages: 870-882

    • DOI

      10.1111/tpj.12377

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] PPR Motifs and Their Engineering2015

    • Author(s)
      Takahiro Nakamura
    • Organizer
      Gordon Research Conference "Chloroplast Biothenology"
    • Place of Presentation
      Ventura, CA
    • Year and Date
      2015-01-18 – 2015-01-23
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] PPR motifs as a New DNA/RN Binding Modules for Genome Editing2014

    • Author(s)
      Takahiro Nakamura
    • Organizer
      JAACT2014
    • Place of Presentation
      Kitakyushu
    • Year and Date
      2014-11-11 – 2014-11-14
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] PPRタンパク質を用いたゲノム編集技術開発2014

    • Author(s)
      中村崇裕
    • Organizer
      植物ゲノム編集ワークショップ
    • Place of Presentation
      倉敷市
    • Year and Date
      2014-11-04
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ゲノム編集と植物育種における現状2014

    • Author(s)
      中村崇裕
    • Organizer
      日本作物学会九州支部第91回講演会
    • Place of Presentation
      福岡市
    • Year and Date
      2014-09-20 – 2014-09-21
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ゲノム編集の新しいDNA/RNA結合モジュール、PPRモチーフ2014

    • Author(s)
      中村崇裕
    • Organizer
      動物細胞工学会シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京都
    • Year and Date
      2014-06-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-28  

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