Regulatory mechanism of environmental acclimation by the partner switching system in cyanobacteria

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K06717
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 44030:Plant molecular biology and physiology-related
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: Hihara Yukako 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (60323375)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: パートナースイッチング制御系 / シアノバクテリア / 光合成 / 強光順化応答 / PmgA

Outline of Final Research Achievements

The aim of this study is to elucidate how the partner-switching system regulates photosynthesis and metabolism in cyanobacteria. In the canonical partner-switching systems, gene expression is regulated by the capture and release of sigma factors by anti-sigma factors. We found that the partner switching system in Synechocystis sp. PCC 6803 is a quite unique system in which the anti-sigma factor regulates the amount of the antagonist protein to control the accumulation of chlorophyll and photosystem I in a coordinated manner under high-light conditions.

Free Research Field

植物分子生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

タンパク質のリン酸化実験、相互作用解析、および変異株の表現型解析を行い、アンチシグマ様因子PmgAがアンタゴニスト様因子Ssr1600の蓄積量を制御することで、強光下での光合成制御に関わること、さらに他のアンタゴニスト様因子との相互作用を通じて炭素代謝制御にも関わる可能性を見出した。本成果は光合成の制御機構、およびパートナースイッチング制御系の基礎研究のみならず、シアノバクテリアの代謝改変による物質生産等の応用研究にも重要な新知見を与えるものである。