1991 Fiscal Year Annual Research Report

プラスチドの形成とその分子生物学

Research Project

Project/Area Number	02304005
Research Institution	Kanazawa University
Principal Investigator	和田敬四郎金沢大学, 理学部, 教授 (70028174)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	長谷俊治名古屋大学, 農学部, 助教授 (00127276) 渡辺昭名古屋大学, 農学部, 教授 (70023471) 村田紀夫基礎生物学研究所, 教授 (90011569) 遠山益お茶の水女子大学, 理学部, 教授 (20017213) 赤沢尭名古屋大学, 農学部, 教授 (20023400)
Keywords	プラスチド / 葉緑体 / クロモプラスト / アミロプラスト / イソタンパク質 / アデニレ-ト・トランスロケ-タ- / グリセロ-ル‐3‐リン酸アシルトランスフェラ-ゼ / DNAのメチル化
Research Abstract	平成2年度の成果を引き継ぎ、プラスチド遺伝子と核支配のプラスチド・タンパク質の選択的発現をタンパク質およびDNAの両面から調べ、プラスチド・タンパク質の多くは多重遺伝子族でコ-ドされ、それぞれがプラスチド形成に伴って、異なった発現制御を御け、プラスチド内へ輸送され、アッセンブリ-されることが明らかになった(和田、長谷)。例えばフェレドキシンは光誘導を受ける光合成型イソタンパク質と光に無関係なイソタンパク質とがあり、これらは細胞又は器官分化とともに発現調節を受ける。さらにフェレドキシン依存性の酵素類の発現も同調的調節を受ける。これら多重遺伝子の出現が植物の器官分化の進化的時期と一致するらしいことも、フェレドキシン‐NADP^+還元酵素の免疫抗体を用いた実験から示唆された。また、赤沢はこれまで広く用いられてきた Silicon oil遠心分離法を改良した二重 silicon oil法で、分離アミロプラストの内膜にある adenylate translocator がデンプン生合成の前駆体ADPGを直接取り込むこと、ADPGの生合成には特異的にスクロ-ス合成酵素が key enzyme として働いていることを実証した。このことは20年来の教科書的に事実とされていた事柄の改編を意味するものである。プラスチド遺伝子の発現調節がDNAの特定の領域でのメチル化によるとするこれまでの報告を詳細に検討し、メチル化はその他の制御領域でも起こっていることが明らかになった。さらに深く追及するためにシロイヌナズナの系に自殺遺伝子を導入すると言う、新しい方法が作られた(小林)。プラスチドの変換に関して、プラスチド遺伝子の中でまだ不明のORF(特に Zink Finger MotifをもつORF231、ORF326)の解析を行い、タンパク質のプラスチドへの輸送に関係するプラスチド内膜タンパク質の遺伝子である可能性が示された(大山、佐々木)。プラスチド内へのタンパク質の輸送過程において葉緑体包膜にはATPを、チラコイド膜にはプロトン勾配をエネルギ-源とするタンパク質輸送装置がある事が明らかとなった(渡辺)。形態的には光やホルモン・バランスによって自由にコントロ-ルできるニンジン根形成層からにカルスを用い、プロプラスチド→葉緑体→プロプラスチドの変換を、電顕的に促らえることに成功した(遠山)。さらに、プラスチド内で起こる脂肪酸合成にかかわる酵素三種のcDNAを解析し、そのうちの一つグリセロ-ル‐3‐リン酸アシルトランスフェラ-ゼ遺伝子をタバコに導入し、葉緑体脂質の不飽和度を変化させ、低温耐性を変えることに成功した(村田)。本研究は今年で2年間の期間を終え、一応ピリオドとするが、各研究者は今後も連絡を密にして、さらなる発展に努力すると共に、次の研究計画の立案に当たることとした。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] Y.Ogura et al.: "Gene Encoding a Putative Zinc Finger Protein in Synechocystis PCC 6803" Agric.Biol.Chem.55. 2259-2264 (1991)
[Publications] L.S.Green et al.: "Ferredoxin and Ferredoxin‐NADP^+reductase from Photo‐synthetic and NonPhotosynthetic Tissues of Tomato." Plant Physiology. 96. 1207-1213 (1991)
[Publications] T.Hase et al.: "Molecular Cloning and Differential Expression of the Maize Ferredoxin Gene Family." Plant Physiology. 96. 77-83 (1991)
[Publications] H.Sakakibara et al.: "Molecular Cloning and Characterization of Complementary DNA Encoding for Ferredoxin‐Dependent Glutamate Synthase in Maize Leaf." J.Biol.Chem.266. 2028-2035 (1991)
[Publications] S.Morigasaki et al.: "Comparative Studies on Ferredoxin‐NADP^+Oxidoreductase Isoenzymes Derived from Different Organs by Antibodies Specific for Radish Root‐and Leaf‐Enzymes." Plant Physiology. (1992)
[Publications] H.Imai et al.: "Acy1‐(Acy1‐Carrier‐Protein)Hydrolase from Squash Cotyledons Specific to Long‐Chain Fatty Acids:Purification and Characterization." Plant Mol.Biol.(1992)

1991 Fiscal Year Annual Research Report

プラスチドの形成とその分子生物学

Principal Investigator

和田 敬四郎 金沢大学, 理学部, 教授 (70028174)

Research Products

[Publications] Y.Ogura et al.: "Gene Encoding a Putative Zinc Finger Protein in Synechocystis PCC 6803" Agric.Biol.Chem.55. 2259-2264 (1991)

[Publications] L.S.Green et al.: "Ferredoxin and Ferredoxin‐NADP^+reductase from Photo‐synthetic and NonPhotosynthetic Tissues of Tomato." Plant Physiology. 96. 1207-1213 (1991)

[Publications] T.Hase et al.: "Molecular Cloning and Differential Expression of the Maize Ferredoxin Gene Family." Plant Physiology. 96. 77-83 (1991)

[Publications] H.Sakakibara et al.: "Molecular Cloning and Characterization of Complementary DNA Encoding for Ferredoxin‐Dependent Glutamate Synthase in Maize Leaf." J.Biol.Chem.266. 2028-2035 (1991)

[Publications] S.Morigasaki et al.: "Comparative Studies on Ferredoxin‐NADP^+Oxidoreductase Isoenzymes Derived from Different Organs by Antibodies Specific for Radish Root‐and Leaf‐Enzymes." Plant Physiology. (1992)

[Publications] H.Imai et al.: "Acy1‐(Acy1‐Carrier‐Protein)Hydrolase from Squash Cotyledons Specific to Long‐Chain Fatty Acids:Purification and Characterization." Plant Mol.Biol.(1992)

和田敬四郎金沢大学, 理学部, 教授 (70028174)