2017 Fiscal Year Research-status Report
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16K14758
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
和田 正三 首都大学東京, 理工学研究科, 客員教授 (60011681)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 葉緑体 / 運動 / 信号伝達 / 光 / 光定位運動 / phototropin / シロイヌナズナ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、葉緑体集合反応において、光受容体から葉緑体まで伝達される信号の性質を明らかにし、信号が物資として移動しているのか、移動を伴わない情報の伝達であるのか、どのような現象であるのかを推察することを目的としている。
昨年度は、信号伝達の速度が温度依存性があり、10度上昇すると信号の伝達が約２倍になることから、化学反応を経ながら進行していると考えられた。しかしその実態を解明するには至らなかった。実際にどのような実験をすれば信号伝達の解明につながるのかはわかっていない。そうする中、葉緑体運動を詳細に観察した結果、光誘導による葉緑体運動より重要な要素として二酸化炭素の関与が考えられた。葉緑体の二酸化炭素への走性は２０世紀初頭に記載されたまま、いまだに解決されていない。そこでゼニゴケの若い葉状体を使用し、二酸化炭素の存在下と非存在下での葉緑体の光定位運動を観察した。その結果、二酸化炭素の影響は光信号よりも上位にあり、二酸化炭素不在の状態では光定位運動は全く起こらないことが確認された。このことは、二酸化炭素への走性における信号および信号伝達機構は光定位運動における信号、および信号伝達機構とは異なっており、しかも光の信号伝達機構を規制する、いわゆる上位に位置していることがわかった。従って、二酸化炭素走性の信号伝達機構が解明されれば、光信号がいかなるものかを推測できる可能性が出てきた。現在二酸化炭素走性に関する実験を開始した段階である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
葉緑体光定位運動の信号伝達機構、および伝達される信号については、世界中の葉緑体運動の研究者が解明に挑戦してきたにも関わらず、いまだに解決できていない。それは考えられる従来型の信号伝達機構とは桁違いに遅い、全く新規であり、特殊な伝達機構によるためであるからだと思われる。初年度では、その温度依存性が示され、単なる物質の拡散ではないことが明らかになったが、その後の具体的な解決への方策が見つかっていない。一方で、信号を発する基である光受容体フォトトロピン、および信号を受容すると考えられるCHUP1の複合体を精製し、その構成因子の解析を共同研究で行なっているが、現時点では信号を推定できるような因子は見つかっていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
何とか突破口を見出し、解決策に繋げるために、初心に戻って葉緑体運動の実態を観察した結果、古くから言われていた二酸化炭素への走性の信号伝達機構が光信号を制御している確信を得た。そこで現在は二酸化炭素走性の変異体を得るための実験に着手した。二酸化炭素走性の信号伝達系が解明されれば、発見されたものの性質によっては、光信号解明への大きなヒントになると考えられる。また一方で、信号を発する側のフォトトロピン、および信号を受容する側のCHUP１の複合体を精製し、その中に信号がいかなるものかを想像できそうな因子の探索を考えている。
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| Causes of Carryover |
当初予定していた研究は完了した部分と現在進行中の部分があるが、研究途上で課題の解決に結びつきそうな新たな現象が確認され、その実験を開始したが、未だ途中であるため研究の延長を申請した。新たな現象解析のために突然変異体の探索を開始しており、その遂行のためとして使用する。
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Research Products
(12 results)
