2020 Fiscal Year Annual Research Report
Synthetic biological approach to clarify the network of proton motive force
| Project/Area Number |
19H00992
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
鹿内 利治 京都大学, 理学研究科, 教授 (70273852)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 光合成 / 葉緑体 / サイクリック電子伝達 / PTOX |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
サイクリック電子伝達の生理機能を調べる目的で、この電子伝達を欠損するシロイヌナズナpgr5変異株に、クラミドモナス由来のPTOX2を導入した。PTOX2は、プラストキノンから電子を受け取り、酸素を水まで還元する。野生株背景で、光合成の誘導時にPTOX2は大きな貢献を示し、光化学系Ⅱと連動して高い電子伝達活性を光照射後直ちに誘導する。同時に、チラコイドルーメンを酸性化し、野生株より早くNPQを誘導する。pgr5背景においても、PTOX2は、高い電子伝達活性を光照射後直ちに誘導する。pgr5変異株は、このNPQが誘導できないが、PTOX2の導入により、野生株より早くNPQが誘導された。この結果は、pgr5背景のPTOX2導入株で、野生株より早くチラコイドルーメンが酸性化し、シトクロムb6f複合体の活性低下（photosynthetic control）も誘導されていることが考えられる。しかしながら、pgr5背景のPTOX2導入株では、光化学系ⅠのP700は、pgr5変異株同様、還元されたままであった。この結果から、PGR5依存のサイクリック電子伝達が、チラコイドルーメンの酸性化を介してシトクロムb6f複合体の活性を低下させるだけではなく（ドナー側制御）、光化学系Ⅰのアクセプター側に蓄積する電子のプールをプラストキノンプールに移す機能（アクセプター側制御）を持つことを提唱した。
シロイヌナズナ のシトクロムb6f複合体のRieskeサブユニットをコードするpetC遺伝子に、CRISPR-AIDの技術を用いて、一連のアミノ酸置換を導入した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
PTOX2の導入株の解析から、サイクリック電子伝達の今まで注目されてこなかった機能を明らかにすることができた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
PTOX2導入株の解析は、NDH依存経路を欠損するcrr2変異株に対象を広げ、また、光強度が変動する際の電子伝達を調べる。
|
