2019 Fiscal Year Annual Research Report
Crosstalk regulation of Ca2+ and CO2 signals for bicarbonate transport in algae
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16K07399
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
山野 隆志 京都大学, 生命科学研究科, 講師 (70570167)
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2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 重炭酸イオン輸送体 / CO2シグナル伝達 / クラミドモナス / CO2濃縮機構 / ピレノイド / デンプン鞘 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、緑藻クラミドモナスのCO2濃縮機構（CCM）の制御機構を明らかにすることである。具体的には、CCMを駆動する重炭酸輸送体が、カルシウムイオン結合タンパク質CASとCCMのマスター制御因子CCM1のクロストークによってどのように制御されるのかを明らかにする。また、CASが環境中のCO2濃度に応答して葉緑体内でダイナミックに局在を変化させることから、CO2に応答したタンパク質局在変化がどのように制御されているのかについても明らかにする。今年度は、特に後者の研究目的に注目し、CCMに必須なLCIBタンパク質のピレノイド周囲への局在変化に関わる因子を同定した。具体的には、ガスクロマトグラフィを用いて培地中の無機炭素濃度を測定しながらLCIBの局在を観察し、LCIBの局在変化が培地中のCO2濃度に依存することを明らかにした。さらに、LCIBの局在変化が異常になった変異株4-D1を単離した。4-D1株はLCIBのピレノイドへの移動が遅延し、葉緑体の基底側にLCIBが異常凝集する表現型を示した。4-D1株では、デンプン枝切り合成酵素isoamylase 1（ISA1）の遺伝子が破壊されており、ピレノイド周囲のデンプン鞘が形成されなかった。また、4-D1株では光合成における無機炭素に対する親和性が低下し、野生株に比べて生育が遅延した。以上の結果から、デンプン鞘はピレノイドから漏れ出るCO2の物理的な障壁となること、そして、それでも漏れ出たCO2をリサイクルするLCIBをデンプン鞘の周りに正しく配置するのに必要であることを明らかにした。デンプン鞘が形成できない変異株では、デンプン鞘によるCO2の拡散障壁としての機能が失われただけでなく、LCIBが葉緑体の基底側で凝集するため、CO2をリサイクルする機能の一部も失われ、無機炭素に対する親和性が低下し、生育が遅延したと考えられる。
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Research Products
(15 results)
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[Journal Article] The bZIP1 Transcription Factor Regulates Lipid Remodeling and Contributes to ER Stress Management in Chlamydomonas reinhardtii2019
Author(s)
Yamaoka Y, Shin S, Choi Bae Y, Kim H, Jang S, Kajikawa M, Yamano T, Kong F, Legeret B, Fukuzawa H, Li-Beisson Y, Lee Y
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Journal Title
The Plant Cell
Volume: 31
Pages: 1127-1140
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] A practical guide to intelligent image-activated cell sorting2019
Author(s)
Isozaki A, Mikami H, Hiramatsu K, Sakuma S, Kasai Y, Iino T, Yamano T, Yasumoto A, Oguchi Y, Suzuki N, Shirasaki Y, Endo T, Ito T, Hiraki , Yamada M, Matsusaka S, Hayakawa T, Fukuzawa H, Yatomi Y, Arai F, Di Carlo D, Nakagawa A, Hoshino Y, Hosokawa Y, Uemura S, Sugimura T, Ozeki Y, Nitta N, Goda K
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Journal Title
Nature Protocols
Volume: 14
Pages: 2370-2415
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Lipid remodeling regulator 1 (LRL1) is differently involved in the phosphorus‐depletion response from PSR 1 in Chlamydomonas reinhardtii2019
Author(s)
Hidayati NA, Yamada‐Oshima Y, Iwai M, Yamano T, Kajikawa M, Sakurai N, Suda K, Sesoko K, Hori K, Obayashi T, Shimojima M, Fukuzawa H, Ohta H
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Journal Title
The Plant Journal
Volume: 100
Pages: 610-626
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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