2015 Fiscal Year Annual Research Report
クロロフィル蛍光を用いたシアノバクテリアの代謝系相互作用の定量的解析
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14J07221
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
小川 敬子 早稲田大学, 教育・総合科学学術院, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | シアノバクテリア / クロロフィル蛍光 / 光合成 / 呼吸 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光合成色素のクロロフィルが放出する蛍光は、光合成の状態を反映する。本研究課題は、このクロロフィル蛍光を利用し、原核光合成生物のシアノバクテリアの代謝系間の相互作用を明らかにすることを目的としている。しかし、シアノバクテリアにおけるクロロフィル蛍光測定の適用は、陸上植物よりも複雑である。代謝系の相互作用、殊に呼吸と光合成の相互作用のために、クロロフィル蛍光測定で見積もった光合成電子伝達速度が実際の状態を反映しない例も知られている。このような代謝系間相互作用に起因する問題に加え、シアノバクテリアでは、光化学系Ⅱの集光色素複合体であるフィコビリソームなどクロロフィル以外の色素が放出する蛍光により、光合成の状態が正確に評価できないという問題が知られていた。本研究課題を遂行するにあたり、このような問題は無視できないものであるため、平成２７年度はクロロフィル蛍光測定においてクロロフィル以外の色素からの蛍光の影響の解析を中心に行った。その結果、クロロフィル蛍光測定シグナルの内フィコビリソームからの蛍光が占める割合を算出する方法の考案に至った。この手法により、陸上植物では広く利用されていたものの、シアノバクテリアでは従来困難であった、クロロフィル蛍光測定による光合成の正確な見積もりが可能になった。さらに、フィコビリソーム量が大きく減少する窒素欠乏環境下の光合成の状態をクロロフィル蛍光測定により評価することができた。これらの結果を論文にまとめ、Plant & Cell Physiology誌上で報告した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成２７年度においては、本研究課題を遂行する上で重要な、シアノバクテリアにおけるクロロフィル以外の色素がクロロフィル蛍光測定に与える影響の解決策を考案し、論文発表に至った。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２７年度中に、代謝系に直接的に関与する遺伝子のみならず、タンパク質翻訳に関連する遺伝子の破壊も、クロロフィル蛍光に影響を与えることを見出した。これは、特定の代謝系だけでなく、生体内のほとんど全ての生物活動に関わるタンパク質の翻訳の阻害が、代謝系の変動を通してクロロフィル蛍光、ひいては光合成に影響を与えることを示唆するものである。今後は、タンパク質翻訳関連遺伝子の破壊株の解析を進めていく方針である。
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Research Products
(6 results)
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[Journal Article] Analysis of spontaneous suppressor mutants from the photomixotrophically grown pmgA-disrupted mutant in the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 68032015
Author(s)
Nishijima, Y., Kanesaki, Y., Yoshikawa, H., Ogawa, T., Sonoike, K., Nishiyama, Y. and Hihara, Y.
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Journal Title
Photosynthesis Research
Volume: 126
Pages: 465-475
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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