2020 Fiscal Year Annual Research Report
Functional analysis of RNA binding PPR proteins involved in posttranscriptiona regulation of chloroplast
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17K08195
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
杉田 護 名古屋大学, 情報学研究科, 招へい教員 (70154474)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | RNA結合タンパク質 / PPRタンパク質 / 葉緑体 / 遺伝子発現制御 / 転写後制御 / RNA安定性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
葉緑体遺伝子の発現制御におけるペンタトリコペプチドリピート(PPR)タンパク質ファミリーの分子機能を解明することを目的として、PPR遺伝子の機能解析および標的RNA分子の同定を行った。本年度は、Small MutS-Related (SMR)ドメインをもつシロイヌナズナのpTAC2 (At1g74850)のホモログと推定されるヒメツリガネゴケのPpPPR_64の機能を明らかにした。またPpPPR_32の機能解析についても大きな進展があった。
(1) PpPPR_64 遺伝子破壊(KO)株はコケ原糸体の生長が遅く、光合成能が低く、光化学系I (PSI)複合体のレベルも大きく減少していた。葉緑体遺伝子の発現レベルを調べたところ、psaA-psaB-rps14 遺伝子の発現レベルと23S-4.5S rRNA 前駆体のプロセシングが顕著に減少していた。PpPPR_64 はシロイヌナズナのpTAC2と異なり、コケ植物固有の機能進化を遂げたと考えられる。
(2) PpPPR_32 はコケ植物のみに存在する「コケ植物固有」のPPR タンパク質である。PpPPR_32 遺伝子KO 株では、PSI複合体の蓄積レベルが顕著に減少し、PSI サブユニットをコードする葉緑体遺伝子のうち、psaC遺伝子の発現レベルが顕著に減少していた。このことから、PpPPR_32 はpsaC遺伝子の転写もしくはmRNAの安定性に関与していると考えられる。
本研究期間全体を通じて上記(1)と(2)の他に、PpPPR_21が葉緑体psbI-ycf12 mRNAの蓄積に必須であること、およびPpPPR_66とシロイヌナズナのAt2g35130（AtPPR66Lと命名）が葉緑体NDH複合体のサブユニットAをコードするndhA pre-mRNAのスプライシングに働くことを明らかにした。
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