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2005 Fiscal Year Annual Research Report

葉緑体遺伝子発現を制御する核因子群の同定と機能解析

Research Project

Project/Area Number 17051025
Research InstitutionKyoto Prefectural University

Principal Investigator

椎名 隆  京都府立大学, 人間環境学部, 教授 (10206039)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山下 博史  京都府立大学, 人間環境学部, 助手 (50264750)
角山 雄一  京都大学, 放射線同位元素総合センター, 助手 (90314260)
Keywords葉緑体 / シグマ因子 / PEP / シロイヌナズナ / 核様体 / Obg / 気孔 / カルシウム
Research Abstract

バクテリア型の葉緑体RNAポリメラーゼPEPは,プロモーター認識サブユニットであるシグマ因子を交換することで,異なった遺伝子群を転写するようになる。シロイヌナズナはシグマ因子を6種類持ち,役割分担が存在すると考えられているが,詳細はよく分かっていない。本年度は,AtSIG2,AtSIG5,AtSIG6の3種のシグマ因子の機能解析を行った。まず,ノックスト変異体の解析から,AtSIG6がycf6遺伝子の転写に必要なσ因子であることが分かった。また,AtSIG2とAtSIG6の二重変異体がアルビノになることを見いだした。AtSIG2とAtSIG6が相互に機能補完をしながら葉緑体の初期分化に重要な役割を果たしていることが明らかになった。また,AtSIg5についてはpsbA(PSII-D1),psbD(PSII-D2),psaAB(PSI)などの光化学反応中心タンパク質を特異的に認識するユニークなσ因子であることを明らかにした。
さらに,葉緑体遺伝子発現を制御する新たな遺伝子として,葉緑体核様体に局在するSWIBドメインタンパク質(PSW1,PWS2)を見いだした。PWS2についてGFP融合タンパク質を過剰発現する形質転換体を作製し,その発現量に依存して葉緑体分化が抑制され,核様体の形態や数が変化することを明らかにした。
また,バクテリアから高等動植物にまで広く存在する低分子量GTP結合タンパク質Obgに注目し,植物Obgの細胞内局在を解析した。GFP融合タンパク質を発現する形質転換体を作製し,葉緑体に局在することを確認している。リボソームとの相互作用について検討を行っている。
最後に,葉緑体に局在するCa^<2+>結合タンパク質CASの機能解析を行った。今回,ノックアウト変異体で気孔閉鎖運動が阻害され,過剰発現体で促進されることが明らかになった。気孔運動に伴う細胞質Ca^<2+>スパイキングの発生に葉緑体が関与する可能性が示唆される。

  • Research Products

    (8 results)

All 2005

All Journal Article (8 results)

  • [Journal Article] A nuclear-encoded sigma factor, Arabidopsis SIG6, recognizes sigma-70 type chloroplast promoters and regulates early chloroplast development in cotyledons.2005

    • Author(s)
      Ishizaki, Y., Tsunoyama, Y., Hatano, K., Ando, K., Kato, K., Shinmyo, A., Kobori, M., Takeba, G., Nakahira, Y., Shiina, T.
    • Journal Title

      Plant J. 42

      Pages: 133-144

  • [Journal Article] Structural dynamics of cereal mitochondrial genomes as revealed by complete nucleotide sequencing of the wheat mitochondrial genome.2005

    • Author(s)
      Tsunewaki, K, Shiina T. et al., 7番目/14人
    • Journal Title

      Nucl.Acid Res. 33

      Pages: 6235-6250

  • [Journal Article] Plastid transcription in higher plants.2005

    • Author(s)
      Toyoshima, Y., Onda, Y., Shiina, T., Nakahira, Y.
    • Journal Title

      Crit.Rev.Plant.Sci. 24

      Pages: 59-81

  • [Journal Article] Plastid RNA polymerases, promoters and transcription regulators in higher plants.2005

    • Author(s)
      Shiina, T., Tsunoyama, Y., Nakahira, Y., Khan, M.S
    • Journal Title

      Int.Rev.Cytology 244

      Pages: 1-68

  • [Journal Article] A nuclear-encoded sigma factor, AtSig6,Plays a Key role in early chloroplast development in cotyledons.2005

    • Author(s)
      Ishizaki, Y., Tsunoyama, Y., Hatano, K., Ando, K., Kato, K., Shinmyo, A., Nakahira, Y., Shiina, T.
    • Journal Title

      Photosynthesis : Fundamental Aspects to Global Perspective

      Pages: 733-735

  • [Journal Article] Characterization of a plastid sigma factor AtSIG5 responsible for psbD light-responsive transcription.2005

    • Author(s)
      Nozoe, M., Ishizaki, Y., Tsunoyama, Y., Tsubokura, Y., Kato, K., Shinnmyo, A., Nakahira, Y., Shiina, T.
    • Journal Title

      Photosynthesis: Fundamental Aspects to Global Perspective

      Pages: 731-733

  • [Journal Article] The plastid targeted GTP-binding protein, AtOBG1 is essential for embryo development in Arabidopsis.2005

    • Author(s)
      Umeda, T., Nakahira, Y., Takeba, G., Shiina, T.
    • Journal Title

      Photosynthesis: Fundamental Aspects to Global Perspective

      Pages: 680-682

  • [Journal Article] 葉緑体の秘めたるパワー2005

    • Author(s)
      中平洋一, 椎名隆
    • Journal Title

      蛋白質・核酸・酵素 50

      Pages: 1918-1929

URL: 

Published: 2007-04-02   Modified: 2016-04-21  

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