ヒメツリガネゴケを用いた葉緑体の遺伝子発現における転写後制御因子の研究

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20570033
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 杉田 護 名古屋大学, 遺伝子実験施設, 教授 (70154474)
• Keywords: 葉緑体 / ミトコンドリア / 転写後制御 / RNA編集 / PPRタンパク質 / ヒメツリガネゴケ / 遺伝子破壊株

Research Abstract

植物特有のオルガネラである葉緑体とミトコンドリアで働くペンタトリコペプチドリピート(PPR)タンパク質の機能を解明し、PPRタンパク質を介したオルガネラの転写後制御(RNA編集など)の分子機構を明らかにする。今年度得られた主要な成果は次の通りである。
(1) 葉緑体のRNA編集にDYWドメインをもつPPRタンパク質(PPR-DYWタンパク質)がトランス因子として働くことが知られていたが、ミトコンドリアのRNA編集にもPPR-DYWタンパク質が関与しているかは不明であった。そこで、PPR-DYWタンパク質であるミトコンドリア局在型PpPPR_56, PpPPR_77, PpPPR_91をコードする遺伝子を相同組み換えによりノックアウトした変異株を作製し、そのRNA編集について解析した。その結果、PpPPR_56とPpPPR_77は11カ所のRNA編集部位のうち4カ所の編集部位に、PpPPR_91は1カ所の編集部位に働くことを明らかにした。
(2) ミトコンドリア局在型PpPPR_43をコードする遺伝子を相同組み換えにより遺伝子破壊株を作製した。PpPPR_43遺伝子破壊株ではミトコンドリアのRNA編集が正常に起っていたので、RNA編集以外の転写後プロセスについて解析した。その結果、coxI遺伝子の第3イントロンのスプライシングがほとんど起こっていないことを見いだした。PPR-DYWタンパク質がRNA編集だけでなく、RNAスプライシングにも関与する可能性を初めて示した重要な成果である。

Research Products

• [Journal Article] DNA packaging proteins Glom and Glom2 coordinately organize the mitochondrial nucleoid of Physarum polycephalum. (2011)
  • Author(s): Itoh, K., Izumi, A., Mori, T., Dohmae, N., Yui, R., Maeda-Sano, K., Shirai, Y., Kanaoka, M.M., Kuroiwa, T., Higashiyama, T., Sugita, M., Murakami-Murofushi, K., Kawano, S., Sasaki, N.
  • Journal Title: Mitochondrion Pages: Doi:10.1016/j/mito.2011.03.002
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The moss pentatricopeptide repeat protein with a DYW domain is responsible for RNA editing of mitochondrial ccmFc transcript. (2010)
  • Author(s): Tasaki, E., Hattori, M., Sugita. M.
  • Journal Title: Pant Journal Volume: 62 Pages: 560-570
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The moss Physcomitrella patens, a model plant for the study of RNA editing in plant organelles. (2010)
  • Author(s): Tasaki, E., Sugita, M.
  • Journal Title: Plant Signaling & Behavior Volume: 5 Pages: 727-729
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Targeted gene disruption identifies three PPR-DYW proteins involved in RNA editing for five editing sites of the moss mitochondrial transcripts. (2010)
  • Author(s): Ohtani, S., Ichinose, M., Tasaki, E., Aoki, Y., Komura, Y., Sugita, M.
  • Journal Title: Plant and Cell Physiology Volume: 52 Pages: 1942-1949
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ヒメツリガネゴケのCRL遺伝子ファミリーの機能解析 (2011)
  • Author(s): 杉田千恵子、加藤大和、鶴見尚子、吉岡泰、町田泰則、杉田護
  • Organizer: 第52回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 要旨集
  • Year and Date: 2011-03-11
• [Presentation] ヒメツリガネゴケPPR-DYWタンパク質はミトコンドリアRNAの編集とスプライシングに働く (2011)
  • Author(s): 一瀬瑞穂、大谷祥太郎、内田雅人、杉田護
  • Organizer: 第52回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 要旨集
  • Year and Date: 2011-03-11
• [Presentation] Involvement of pentatricopeptide repeat proteins in regulation of plantorganelle gene expression. (2011)
  • Author(s): Mamoru Sugita
  • Organizer: 2011 Switzerland-Japan Workshop, Adaptation of the plastids to various environmental conditions : Evolution, acclimination and regulation.
  • Place of Presentation: Eurotel Villars-sur-Ollon、Switzerland
  • Year and Date: 2011-01-11
• [Presentation] ヒメツリガネゴケのミトコンドリアRNA編集因子の同定 (2010)
  • Author(s): 大谷祥太郎、田崎瑛示、香村吉洋、青木良晃、杉田護
  • Organizer: 日本植物学会第74回大会
  • Place of Presentation: 中部大学春日井キャンパス
  • Year and Date: 2010-09-10
• [Presentation] DYWドメインを持つPPRタンパク質はミトコンドリアmRNAの蓄積レベルを制御する (2010)
  • Author(s): 一瀬瑞穂、田崎瑛示、杉田護
  • Organizer: 日本植物学会第74回大会
  • Place of Presentation: 中部大学春日井キャンパス
  • Year and Date: 2010-09-10
• [Presentation] ヒメツリガネゴケCRUMPLED LEAF相同遺伝子破壊株の解析 (2010)
  • Author(s): 鶴見尚子、加藤大和、飯田由佳里、吉岡泰、杉田千恵子、杉田護
  • Organizer: 日本植物学会第74回大会
  • Place of Presentation: 中部大学春日井キャンパス
  • Year and Date: 2010-09-09
• [Presentation] Identification of RNA editing factors in the moss Physcomitrella patens (2010)
  • Author(s): Ohtani, S., Tasaki, E., Aoki, Y., Komura, Y., Sugita, C., Sugita, M.
  • Organizer: International Symposium on Biodiversity Sciences- Genome, Evolution and Environment
  • Place of Presentation: Hotel Rubura Ohzan, Nagoya.
  • Year and Date: 2010-08-02
• [Presentation] Physcomitrella patens, a model plant for studying the molecular basis of site-specific RNA editing. (2010)
  • Author(s): Sugita, M., Ohtani, S., Ichinose, M., Uchida, M., Sugita, M.
  • Organizer: MOSS2010, the annual international conference for experimental moss research
  • Place of Presentation: Lake Shikotsu, Hokkaido
  • Year and Date: 2010-07-24
• [Presentation] An analysis of CRUMPLED LEAF homologous genes of Physcomitrella patens by gene disruption (2010)
  • Author(s): Yoshioka, Y., Tsurumi, N., Kato, Y., Iida, Y., Machida, Y., Sugita, C., Sugita, M.
  • Organizer: MOSS2010, the annual international conference for experimental moss research
  • Place of Presentation: Lake Shikotsu, Hokkaido
  • Year and Date: 2010-07-24
• [Remarks]
  • URL: http://www.gene.nagoya-u.ac.jp/~sugita-g/
• [Remarks]
  • URL: http://www.bio.nagoya-u.ac.jp/index2.html