概日リズムがもたらす光合成最適化の分子機構の解明

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K19282
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 得津 隆太郎 京都大学, 理学研究科, 特定研究員 (60613940)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2024-03-31
• Keywords: 概日リズム / 光合成

Outline of Annual Research Achievements

光合成反応は、地球生命を支える重要な生物反応である。しかし、自然界のような動的な光環境において光合成がどのようにして調整・最適化されているのか、その本質は未だ理解されていない。光合成に関わる主要機構である、積極的に光を利用する光捕集と過剰な光を消去する光防御は、それぞれの分子機構についての理解は進んでいるものの、それらの機能制御についての分子基盤は不明である。 本研究では、光捕集・光防御の機能制御メカニズムの理解を目標とし、現在得られている予備的結果を足がかりにして概日リズムと光合成（光捕集・光防御バランスの制御）の間に存在するシグナル伝達機構の解明を試みる。
本年度の実績として、いくつかの光防御変異体が概日リズム異常を示すことを見出した。また、これら変異体の表現型を相補するための形質転換用コンストラクトの作成、および形質転換による相補ラインの作出に成功した。これらに加えて、相補ラインに付与したエピトープタグを利用したクロマチン免疫沈降シーケンス（ChIP-seq）解析に向けた細胞破砕条件、ゲノム断片化条件の検討を行い、次年度のChIP-seq解析への足掛かりを得た。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本年度の研究代表者の所属変更に伴い、申請時に予定していた実験に必要な機器類へのアクセス性が低く、効率的な研究遂行に支障が出た。具体的には、質量分析を利用した相互作用因子の同定作業が滞っており、現段階で光合成と概日リズムをつなぐ鍵となる因子の発見に至っていない。

Strategy for Future Research Activity

これまでの進捗により、エピトープタグを利用したChIP-seq解析およびプロテオームによる網羅的な相互作用因子の同定へ向けた基盤が整備された。今後は、概日リズムにおいて最大振幅を示す周期ポイントでサンプリングを行い、標的タンパク質が相互作用する因子および、結合する遺伝子座の特定を進める。

Causes of Carryover

当該年度においては、研究協力者のサポートにより、研究代表者が取得していた変異株の概日リズム表現型解析を達成することができた。また、所属研究室の共用機器類の利用により、得られたサンプルの処理条件検討を達成することができた。これらの作業を優先的に進めたため、当該年度においては変異株の表現型解析および網羅的解析へ移行することなく、これらの解析を次年度に重点的に進める研究計画へと変更した。