Algal protein kinase TAR1 modulates cellular viability and gametogenesis in carbon/nitrogen imbalance conditions

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K18682
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 梶川 昌孝 京都大学, 生命科学研究科, 助教 (40594437)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 植物分子生物学 / 脂質 / デンプン / 栄養欠乏応答 / リン酸化プロテオーム / 藻類

Outline of Annual Research Achievements

クラミドモナスの脂質蓄積異常変異体tar1の解析から、タンパク質リン酸化酵素TAR1がC/Nストレス条件において、光合成活性を抑制し酢酸吸収を促進することで脂質・デンプン蓄積を制御することを示した。さらにTAR1は細胞分裂や細胞サイズの調節、接合にも関与することがわかった。TAR1のリン酸化標的を明らかにするため、リン酸化プロテオーム解析を行い、tar1変異体で特異的にリン酸化が亢進するタンパク質と脱リン酸化が亢進するタンパク質を明らかにした。さらにRNAseq解析により、TAR1の下流で発現制御を受ける遺伝子を明らかにした。これらの結果を論文化し投稿したところ、審査の結果、リン酸化プロテオームおよびRNAseqにおける統計処理についての改善を求められた。そこで、リン酸化プロテオームおよびRNAseqの両解析における統計処理方法の修正、他のグループが既に報告した野生型クラミドモナスのN欠乏下でのリン酸化プロテオーム結果との比較解析などのデータを追加し、投稿論文の修正をほぼ完了した。

Research Products

• [Presentation] 高CO2かつ窒素欠乏環境でTAGとChlorophyllを異常蓄積する緑藻変異株の単離と解析 (2018)
  • Author(s): 宮本 明日香、新川 友貴、嶋村 大亮、本庄 智也、香西 紀子、胡 東輝、豊川 知華、新川 はるか、梶川 昌孝、山野 隆志、福澤 秀哉
  • Organizer: 第59回日本植物生理学会年会
• [Presentation] DYRK-Type protein kinase MpYak1 is involved in rhizoid elongation and carbon allocation in response to nitrogen deficiency in Marchantia polymorpha (2018)
  • Author(s): Haruka Shinkawa, Masataka Kajikawa, Ryuichi Nishihama, Takayuki Kohchi, Hideya Fukuzawa
  • Organizer: The 16th International Student Seminar
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Isolation of green algal mutants accumulating high levels of TAG and chlorophyll under nitrogen deficient conditions (2018)
  • Author(s): Asuka Miyamoto, Yuki Niikawa, Daisuke Shimamura, Tomoya Honjo, Noriko Kozai, Donghui Hu, Chihana Toyokawa, Haruka Shinkawa, Masataka Kajikawa, Takashi Yamano, Hideya Fukuzawa
  • Organizer: The 16th International Student Seminar
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] DYRK-Type Protein Kinase TAR1 Regulates Rhizoid Elongation and Carbon Allocation in Response to Nitrogen Deficiency in the Liverwort Marchantia polymorpha (2017)
  • Author(s): Haruka Shinkawa, Masataka Kajikawa, Ryuichi Nishihama, Takayuki Kohchi, Hideya Fukuzawa
  • Organizer: The 65th NIBB Conference. Renaissance of Marchantia polymorpha ‐the genome and beyond‐
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Isolation and characterization of a Chlamydomonas mutant with high levels of chlorophyll and TAG under nitrogen deficiency (2017)
  • Author(s): Uran Ohta, Haruka Shinkawa, Asuka Miyamoto, Masataka Kajikawa, Masafumi Hirono, Hideya Fukuzawa
  • Organizer: The 7th Asian Symposium on Plant Lipid
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Protein kinase TAR1 conserved in the algae and land plants regulates C/N-stress responses (2017)
  • Author(s): Masataka Kajikawa
  • Organizer: 第19回京都大学生命科学研究科シンポジウム
  • Invited