Unveiling the terrestrialization of photosynthetic organisms through understanding the molecular basis of UV response and tolerance in green algae

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H03282
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 44030:Plant molecular biology and physiology-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Tokutsu Ryutaro 京都大学, 理学研究科, 特定准教授 (60613940)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 紫外線応答 / 水圏緑藻

Outline of Final Research Achievements

This study used green algae to explore the molecular mechanisms governing their UV response and tolerance. Initially, we developed a large-scale screening system employing a UV-responsive gene from the green alga Chlamydomonas. Through this screening system, we screened over 20,000 transformants and identified several mutants exhibiting intriguing phenotypes. Additionally, by analyzing genome-wide changes in gene transcription levels and transcription start sites linked to UV response, we compiled a catalog of gene sets displaying UV-responsive transcription levels and site-specific modifications specific to the green alga.

Free Research Field

植物分子・生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では「光合成生物の陸上進出（ブレークスルー）の謎に迫るため、水圏光合成生物における紫外線（UV-A）応答・耐性因子を探索した。これにより、いくつかの水圏特異的にあ紫外線応答反応がわかり、またその因子が見出された。これらの結果は、水圏緑藻が陸上植物とは異なる紫外線適応を獲得した、あるいは植物が陸上化の過程で水圏型紫外線応答を進化させた可能性を示唆している。本研究により、紫外線応答の観点から光合成生物の陸上進出の進化過程を紐解く研究基盤が整いつつあり、今後はより詳細な分子機構を解明していくことで、その全容が明らかになることが期待される。