蛋白質リン酸化酵素型光受容体の作用機作に関する共同研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10044214
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: 和田 正三 東京都立大学, 理学研究科, 教授 (60011681)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鐘ヶ江 健 東京都立大学, 理学研究科, 助手 (70264588) ; 門田 明雄 東京都立大学, 理学研究科, 助教授 (60152758)
• Keywords: リン酸化酵素 / 光受容体 / シダ / 配偶体 / 光形態形成 / 葉緑体光定位運動 / 光屈性

Research Abstract

1シロイヌナズナの強光による葉緑体光定位運動が欠損した突然変異体を我々が独自に開発した方法により選抜し、その原因遺伝子を調べた結果、シロイヌナズナの光屈性の青色光受容体であるNPH1のホモログのNPL1であることが判明した。
2NPH1、NPL1の突然変異体を掛け合わせ、両方が欠損した二重突然変異を作製し、生理現象を調べた結果、青色光によって誘導される葉緑体光定位運動、光屈性ともに欠損していること、すなわち両現象はこの二つの遺伝子によって制御されていることが分かった。
3NPH1は調べた全光強度において葉緑体の集合運動を制御しており、NPL1は弱光においては集合運動を、強光においては葉緑体の逃避反応の光受容体であることが分かった。
4フィトクロムとNPH1のキメラ遺伝子であるホウライシダのPHY3は、赤色光によって誘導される葉緑体運動と光屈性の光受容体であることが、複数の突然変異体の解析と、今回新たに開発したシダにおけるジーンサイレンシング法によって明らかになった。
5ホウライシダのNPL1遺伝子を単離し、ジーンサイレンシング法によりその機能を解析した結果、NPL1はシロイヌナズナ同様シダの青色光による強光反応の光受容体として働いていることが分かった。
6昆虫細胞中でバキュロビールスの系によって発現させたphy3タンパク質の光によるリン酸化を試みたが、現在のところ成功していない。

Research Products

• [Publications] A.Kadota: "Intracellular chloroplast photorelocation in the moss Physcomibrella patons is mediated by phytochrome as well as by blue-light receptor."Planta. 210. 932-937 (2000)
• [Publications] H.Kanegae: "Rice NPH1 homologues, O_sNPHla and O_sNPHlb, are differently photoregulated."Plant and Cell Physiology. 41. 415-423 (2000)
• [Publications] T.Kiyosue: "LKPl(LOVKedchproteinl): a factor involved in the regulation of flowering time in Arabidopsis."Plant Journal. 23. 807-815 (2000)
• [Publications] Y.Sato: "Choice of trucks, microtubules and/or action filaments, for chloroplast photomovement is differently controlled by photochrome and blue light receptor"Journal of Cell Science. (in press). (2001)
• [Publications] T.Kagawa: "Arabidopsis NPLl : A phototropin homologue controlling the chloroplast high-light avoidance response"Science. (in press). (2001)