2017 Fiscal Year Annual Research Report
ストレプト植物における葉緑体型ペプチドグリカンの分子機構の解明
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17H03701
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
高野 博嘉 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (70242104)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
児島 征司 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (20745111)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 葉緑体 / 植物 / 進化 / バイオテクノロジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
葉緑体型ペプチドグリカン(ＰＧ)に関する以下の3つの研究を推進した。
(1) 「ＰＧ可視化を指標とした葉緑体ＰＧの単離・構造解析と動態解析」我々はコケ植物の葉緑体がＰＧで覆われていることを示してきた。そこで灰色植物のＰＧ単離法を参考に、分離した葉緑体からＰＧと思われる沈殿を得た。この沈殿はＰＧ可視化法で可視化される蛍光を持っており、また、ＰＧを分解するリゾチームによって分解された。質量分析計を用いた解析を始めており、今後詳細な分子構造を明らかにしていきたい。
(2) 「葉緑体型ＰＧシステムの分子機構の解明」(2)-a PBPはMurタンパク質群によって作られたＰＧモノマーを既存のＰＧに結合する最終合成に関わる酵素である。Mycタグを付加したPBPが発現する形質転換ヒメツリガネゴケから葉緑体中のPBP複合体を免疫沈降法で単離し、質量分析により候補タンパク質の同定を進めた。候補タンパク質の中には糖結合ドメインを持つタンパク質が含まれていたことから、今後はこれらのタンパク質について解析を進めていきたい。(2)-b 細菌が増殖時に二分裂するためには、最終段階で網目状の高分子であるＰＧを切断する必要がある。ＰＧの糖鎖部を切断する酵素MltBと、ペプチド部を切断する酵素Dac、YfeWをコードすると考えられる遺伝子をヒメツリガネゴケのゲノム中から見いだしている。それぞれの単一遺伝子破壊ラインは作成できたので、今後は多重遺伝子破壊ラインの作成を進めたい。
(3) 「葉緑体型ＰＧを持つ植物の普遍性と進化に関する研究」ＰＧ代謝標識法を、基部ストレプト植物のシャジクモ藻のクレブソルミディウムに応用し、葉緑体ＰＧの可視化を試みた。DA-DA合成を阻害するＤ-サイクロセリンとEDA-DAを同時に添加して培養を行い、葉緑体ＰＧと思われる蛍光を得ることができた。今後は詳細な解析を行いたい。
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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
Plant Biology2017等の国際学会、植物学会・植物生理学会等の国内学会での研究発表を行うと共に、論文発表を進めており、研究は順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
(1) 「ＰＧ可視化を指標とした葉緑体ＰＧの単離・構造解析と動態解析」コケ植物の葉緑体からＰＧを単離後に質量分析計で解析を進め、コケ植物の葉緑体ＰＧの構造を決定したい。
(2) 「葉緑体型ＰＧシステムの分子機構の解明」(2)-a PBP複合体に存在することが予測される糖結合ドメインを持つタンパク質の遺伝子について、ヒメツリガネゴケ破壊ラインを作成し機能解析を進める。(2)-b MltB、Dac、YfeW等の多重遺伝子破壊ラインの作成を進める。
(3) 「葉緑体型ＰＧを持つ植物の普遍性と進化に関する研究」クレブソルミディウム葉緑体ＰＧの詳細な観察を進める。
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[Journal Article] Genes Sufficient for Synthesizing Peptidoglycan are Retained in Gymnosperm Genomes, and MurE from Larix gmelinii can Rescue the Albino Phenotype of Arabidopsis MurE Mutation2017
Author(s)
Lin, X., Li, N., Kudo, H., Zhang, Z., Li, J., Wang, L., Zhang, W., Takechi, K., Takano, H.
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Journal Title
Plant and Cell Physiology
Volume: 58
Pages: 587～597
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] Chloroplasts in Physcomitrella patens are surrounded by a peptidoglycan wall.2017
Author(s)
Hirano, T., Tanidokoro, K., Tadano, S., Ishikawa, H., Takio, S., Takechi, K. and Takano, H.
Organizer
iMoss2017
Int'l Joint Research
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[Presentation] Structural analysis of moss plastid peptidoglycan2017
Author(s)
Kishimoto, K., Kojima, S., Mori, H., Susumu, T., Takechi, K., Takano, H.
Organizer
1st IROAST Symposium “Plant Cell and Developmental Biology: Approaches to Multiscale Biosystems”
Int'l Joint Research
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[Presentation] Structural analysis of moss plastid peptidoglycan using a metabolic labeling method with click chemistry2017
Author(s)
Kishimoto, K., Kojima, S., Mori, H., Susumu, T., Takechi, K., Takano, H.
Organizer
Taiwan-Japan Plant Biology 2017
Int'l Joint Research
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