2019 Fiscal Year Research-status Report
General and Specific Nuclear Gene Regulation by Plastid Signals
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19K05942
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
華岡 光正 千葉大学, 大学院園芸学研究科, 教授 (30508122)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | プラスチドシグナル / GUN1 / 葉緑体 / 概日時計 / 光合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物が正常に生育するためには、核と葉緑体間における双方向の情報伝達が重要な役割を果たしているが、特に葉緑体内の状態を核に伝えるプラスチドシグナルについては不明な点が多く残されている。本研究では、葉緑体における中心制御因子と考えられているGUN1の分子機能や、下流の核遺伝子発現調節メカニズムを明らかにすることで、プラスチドシグナル伝達の普遍性と多様性をより明確に示すことを目的としている。
今年度は、GUN1の発現解析や標的プロモーターのメチル化解析に向けた予備検討を進めると共に、プラスチドシグナルによる核遺伝子発現制御の多様性に関する理解を深めた。まず、葉緑体の光合成環境に着目し、シロイヌナズナの野生株・gun1欠損株にPSI・PSII複合体をそれぞれ励起させるPSI/II-Lightを照射し、プラストキノンのレドックス状態を変化させた際の核コード光合成遺伝子の発現変化を観察した。その結果、PSI複合体を構成するPASD2、PSAFといったPSA遺伝子の発現がPSI-Lightを照射した際に野生株で減少したが、gun1欠損株では変化しなかったことなどから、プラストキノンが酸化状態の時にはPSA遺伝子の発現が減少し、プラストキノンが還元状態の時にはPSB遺伝子の発現が減少するという、主に遺伝子発現を抑制する方向のプラスチドシグナル伝達が存在する可能性が示唆された。また、プラスチドシグナルによる概日時計の制御を検討するため、調節を受ける候補遺伝子の検討を行った。シロイヌナズナの野生株（C24）と概日時計変異株（toc1-1）を用いた発現解析を行った結果、葉緑体での強光ストレス応答に関わると考えられるPGR5・CAT2・ABA1・HCF173などの発現が、特に夜明け前後の時間帯において概日時計によって制御されている可能性が示唆された。
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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
初年度においては、プラスチドシグナルによる核遺伝子発現制御について、これまでに示されていなかった新しい視点からの制御様式の一面を明らかにすることができた。また、GUN1の発現挙動やエピジェネティック解析に向けた予備検討も十分に行うことができ、次年度に向けて一定の進捗が得られたと考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究目的・研究計画にしたがって2年目の研究を進める。現状で大きな問題はないが、個々のテーマをうまく並行させながら効率的・効果的に研究を進める。特に、ヒストン修飾やプロモーターのメチル化解析を本格的に進め、研究の核心となる知見が得られるよう取り組む。詳細な研究方針や内容については今後の実験結果を踏まえながら微調整するが、総じて当初の計画を上回る成果を挙げられるよう尽力する。
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| Causes of Carryover |
今年度は実験系の確立が主となり消耗品の使用が限定的であったため、また、新型コロナウイルスの影響により年度末に予定されていた学会が中止となり旅費の支出が不要となったため、次年度使用額が生じている。次年度は本課題の中心的な研究が多く計画されており、また、研究補助者への人件費（謝金）を支出予定であるため、相応額の使用を計画している。
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Research Products
(17 results)
