2009 Fiscal Year Annual Research Report
植物の環境適応におけるバクテリア型緊縮応答の果たす役割
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21770037
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
増田 真二 Tokyo Institute of Technology, バイオ研究基盤支援総合センター, 准教授 (30373369)
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| Keywords | 葉緑体 / 遺伝子発現 / 緊縮応答 / 栄養飢餓 / シロイヌナズナ / クラミドモナス |
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| Research Abstract |
緊縮応答と呼ばれる原核生物に普遍的に見られる生理応答が葉緑体に保存されており、植物の示す様々な高次機能を調節することがわかってきた。多くの原核生物ではこの因子は必須なものであるため、植物細胞内でも重要な働きをしていると思われるが、その機能はよくわかっていない。その制御機構のメカニズムを明らかにすることを目標に研究を進めた。
遺伝学的解析
シロイヌナズナのゲノムには原核生物型緊縮応答因子と相同性のあるタンパク質をコードする遺伝子が4つある(RSH1,RSH2,RSH3,CRSH)。今回カリフラワーモザイクウイルス由来35Sプロモーター下流にRSH3遺伝子を繋いだコンストラクトを、野生型シロイヌナズナに導入することで、RSH3を過剰に発現する組換植物体を得た。得られた組換植物体は野生型に比べ薄緑色であり、クロロフィル量が大きく減少していた。また葉緑体の構造を電子顕微鏡で観察したところ、チラコイド膜の発達が遅延しており、野生型とはかなり異なる形態であった。このことから、植物の緊縮応答は正常な葉緑体の発達に重要な役割を果たすことがわかった。
局在/発現解析
シロイヌナズナのRSH2とRSH3タンパク質にGFPを融合したコンストラクトをタマネギの表皮細胞に導入し、その組換タンパク質の細胞内局在を蛍光顕微鏡で観察した。その結果、葉緑体に加えミトコンドリアへの局在が観察され、緊縮応答がミトコンドリアにおいても機能する可能性が示唆された。また緑藻クラミドモナスのゲノムには緊縮応答因子をコードする遺伝子は1つだけであるが、その局在を同様のGFPコンストラクトで解析したところ、葉緑体だけに局在した。このことからミトコンドリアへの局在は高等植物でのみ行われる可能性が考えられた。
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[Journal Article] Prolamellar bodies formed by cyanobacterial protochlorophyllide oxidoreductase in Arabidopsis2009
Author(s)
Shinji Masuda, Rei Ikeda, Tatsuru Masuda, Haruki Hashimoto, Tohru Tsuchiya, Hiroko Kojima, Jiro Nomata, Yuichi Fujita, MMamoru Mimuro, Hiroyuki Ohta, Ken-ichiro Takamiya
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Journal Title
The Plant Journal 58
Pages: 952-960
Peer Reviewed
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