2019 Fiscal Year Annual Research Report
光合成生物に広く保存された栄養欠乏時の脂質転換制御とその応用の分子基盤
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18H03941
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
太田 啓之 東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (20233140)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
増田 建 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (00242305)
西村 浩二 島根大学, 学術研究院農生命科学系, 准教授 (30304257)
小林 康一 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (40587945)
堀 孝一 東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (70453967)
粟井 光一郎 静岡大学, 電子工学研究所, 准教授 (80431732)
下嶋 美恵 東京工業大学, 生命理工学院, 准教授 (90401562)
清水 隆之 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (90817214)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | スルホ脂質 / トリアシルグリセロール / リン欠乏時の脂質転換 / 藻類 / 植物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者は主要な栄養元素のひとつであるリンの欠乏に対する光合成生物の適応機構を明らかにしてきた。その過程で緑藻クラミドモナスにおいて、R2R3-MYBタンパク質であるLRLがリン欠乏時の脂質転換の重要な制御因子であり、細胞の分裂・増殖に関与する事を明らかにしている。本研究では、この制御因子の機能と保存性の解明を柱としてリン欠乏時の脂質転換の仕組みの分子基盤を明らかにし、その応用展開の基盤確立を目的として研究を行っている。令和元年度は以下の内容を明らかにした。
1.クラミドモナスのLRL1のDNA結合配列の予測を行った。またLRL1組み換えタンパク質を作製し、ゲルシフト解析によるDNA結合性を評価した。その結果、LRL1単独ではSQD2のプロモーター領域の結合性は示さなかった。
2.ナンノクロロプシスからLRLのホモログを見出し、その相同組換えによる機能欠損体を作成するとともに表現型特にリン欠乏時における脂質蓄積について調べた。
3.ホスファチジルグリセロール（PG）が光合成生物の生育においてどのような影響を与えるのかを調べた。その結果、ラン藻においてPGの不飽和脂肪酸がクロロフィルの合成や維持に必須であること、PGの合成が栄養欠乏時のフィコビリソームの分解に必須であることを明らかにした。また、シロイヌナズナにおいて、PGは暗所芽生え（もやし）の色素体の発達に必要であり、その役割を同じ酸性脂質のSQDGが部分的に相補することを見出した。
3.藻類転写制御因子LRLの陸上植物ホモログの機能解明のために、シロイヌナズナにおけるLRLホモログの遺伝子破壊株の整備を行った。遺伝子発現データベースからリン欠応答能が予想されるシロイヌナズナAtMYBファミリーメンバーのサブグループ22と23のメンバーに着目して、藻類LRLのシロイヌナズナホモログ候補遺伝子の遺伝子破壊株のホモラインを整備した。
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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
2019年は本研究の核となる成果であるHidayati et al Plant J が出版されるなど、初期の大きな成果を論文としてまとめた。本研究ではこの成果を基にさらに研究グループの研究を発展させるよう計画しており、その研究の芽となる成果がいくつか出始めている。これらのことから概ね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年12月に連携研究者の東北大大林も交え、研究報告会を開催した。２日間に渡り広範な領域で情報交換を行うことができた。今後も研究分担者、連携研究者で定期的な研究報告会を開催し、本研究の推進に役立てられるよう考えている。
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Research Products
(39 results)
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[Journal Article] Lipid remodeling regulator 1 (LRL1) is differently involved in the phosphorus‐depletion response from PSR1 in Chlamydomonas reinhardtii2019
Author(s)
Nur A Hidayati, Yui Yamada‐Oshima, Masako Iwai, Takashi Yamano, Masataka Kajikawa, Nozomu Sakurai, Kunihiro Suda, Kanami Sesoko, Koichi Hori, Takeshi Obayashi, Mie Shimojima, Hideya Fukuzawa, Hiroyuki Ohta
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Journal Title
The Plant Journal
Volume: 100
Pages: 610-625
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] BSD2は酸化失活ルビスコを還元再活性化し，光合成反応を促進する2020
Author(s)
Busch Florian A, 冨永淳, 高橋俊一, 矢守航, Milward Sara E, 西村浩二, 戸田陽介, 高見 常明, 渡邊俊介, 木下俊則, 坂本亘, 坂本敦, 島田裕士
Organizer
日本農芸化学会2020年度大会
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[Presentation] BSD2は酸化失活ルビスコを還元再活性化し，光合成反応を増強する2020
Author(s)
Busch Florian A, 冨永淳, 高橋俊一, 矢守航, Milward Sara E, 西村浩二, 戸田陽介, 高見 常明, 渡邊俊介, 木下俊則, 坂本亘, 坂本敦, 島田裕士
Organizer
第61回日本植物生理学会年会
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[Presentation] LIPID REMODELING REGULATOR 1 (LRL1) is differently involved in the phosphorus-depletion response from PSR1 in C. reinhardtii2019
Author(s)
Nur Akmalia Hidayati, Yui Yamada-Oshima, Masako Iwai, Takashi Yamano, Masataka Kajikawa, Nozomu Sakurai, Kunihiro Suda, 2Kanami Sesoko, Koichi Hori, Takeshi Obayashi, Mie Shimojima, Hideya Fukuzawa and Hiroyuki Ohta
Organizer
8th Asian-Oceanian Symposium on Plant Lipids
Int'l Joint Research
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[Presentation] GUN1 regulates tetrapyrrole biosynthesis in Arabidopsis thaliana.2019
Author(s)
Takayuki Shimizu, Nobuyoshi Mochizuki, Akira Nagatani, Satoru Watanabe, Tomohiro Shimada, Kan Tanaka, Yuuki Hayashi, Munehito Arai, Sylwia M. Kacprzak, Dario Leister, Haruko Okamoto, Matthew J. Terry, Tatsuru Masuda
Organizer
14th International Conference on Tetrapyrrole Photoreceptors in Photosynthetic Organisms
Int'l Joint Research
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