2018 Fiscal Year Research-status Report
光合成の強光耐性におけるタンパク質合成系の順化機構の役割
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18K06276
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
西山 佳孝 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (30281588)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 環境 / ストレス / タンパク質 / 遺伝子 / 光合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1) 光化学系IIの強光順化におけるEF-Tuの役割：シアノバクテリアSynechocystis sp. PCC 6803を異なる光強度の下で生育させた後、光化学系IIの強光耐性を解析した。強光順化した細胞では、光強度に応じて光化学系IIの強光耐性が増大した。その際、タンパク質の新規合成および光化学系IIの修復能力が促進していた。さらに、興味深いことに、強光順化に伴って翻訳因子EF-Tuの存在量が増大しており、EF-Tu量と光化学系IIの強光耐性との間に高い相関関係があった。EF-TuをSynechocystisで過剰に発現させると、強光下でD1タンパク質の新規合成および光化学系IIの修復が促進した。また、EF-Tuの発現が強光下では転写レベルで誘導されることもわかった。以上の結果から、強光順化によってEF-Tuの発現が誘導され、光化学系 IIの修復が促進することが示唆された。
(2) 植物葉緑体翻訳因子の酸化傷害と強光応答：これまでの研究により、シロイヌナズナ葉緑体翻訳因子cpEF-TuはCys149が酸化されることで不活性化することが明らかになっている。そこで、酸化ターゲットであるCys149をセリンに改変したcpEF-Tuを発現させたシロイヌナズナ形質転換体EF-Tu (C149S)を作製して、PSIIの強光応答に及ぼす影響を解析した。EF-Tu (C149S)株では、野生株に比べ強光下でPSII活性が高く維持されており、酸化耐性の改変型cpEF-Tu を葉緑体で発現させることにより、PSIIの強光耐性が増大することが示唆された。また、シアノバクテリアと同様に、強光順化した植物体ではcpEF-Tuの存在量が増大することも観察された。
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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
シアノバクテリアを用いた研究では、強光順化に伴うタンパク質合成系の変化と光合成の強光耐性の関係が明らかになってきた。現在、その成果を論文にまとめ、投稿する段階に至っている。植物を用いた研究も、重要なデータが出てきており、概ね順調に進んでいると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
現時点では、翻訳因子EF-Tuに焦点を絞っているが、他の酸化標的である翻訳因子EF-Gの挙動も解析していく必要がある。強光順化によってEF-Tu量が増大したときに、EF-Gは酸化損傷からどのように保護されるか明らかにする必要がある。また、強光順化に重要な役割を果たすカロテノイドについて、光合成の強光耐性に寄与するカロテノイド種を特定し、その局在性を解明する必要がある。
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| Causes of Carryover |
H30年度末に論文の英文校閲を予定にしていたが、論文完成が少し遅れたため、次年度の５月に英文校閲に送り、その費用を執行する。
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