2010 Fiscal Year Annual Research Report
細胞分裂周期と光合成の相互作用による葉緑体分裂増殖制御機構の解明
| Project/Area Number |
22687020
|
|---|
| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
|---|
Principal Investigator |
宮城島 進也 独立行政法人理化学研究所, 宮城島独立主幹研究ユニット, ユニットリーダー(独立主幹研究員) (00443036)
|
|---|
| Keywords | 葉緑体 / 細胞内共生 / 進化 / 細胞周期 / 分裂 |
|---|
| Research Abstract |
葉緑体は、今から十億年以上前にシアノバクテリアが真核細胞内に共生して誕生した。共生関係を恒常的に維持するためには、現存の藻類に見られるように、共生体の分裂増殖を宿主細胞分裂周期に同調させる必要があった。我々は、これまでに、葉緑体分裂が宿主核コードのタンパク質群によって形成される分裂装置によって引き起こされることを明らかにしてきた。本研究の目的は、(1)宿主細胞分裂周期による葉緑体分裂の制御機構、(2)葉緑体の光合成活性が宿主細胞周期進行に与える影響を解析し、宿主・共生体分裂同調が、共生体と宿主双方の関与によって如何にして成り立っているのかを解明することである。
本年度は、灰色藻、紅藻、緑藻を用いた解析を行い、葉緑体分裂装置の構成因子をコードする遺伝子群が、宿主細胞の細胞周期依存的に発現することが明らかとなった。さらに、同様のことがタンパク質レベルでも起きていることが判明した。これらの結果は、葉緑体分裂装置が、細胞周期の決まった時期に形成されることにより、一細胞周期に一回葉緑体が分裂することを示唆している。
次に単細胞紅藻シアニディオシゾンを用いた解析の結果、宿主細胞の細胞周期進行は、一日に一回のG1/Sチェックポイントにより、十分な光合成産物蓄積がある場合は、S期に進行し、そうでない場合はG1期に留まることが示された。この結果は、光合成による葉緑体及び宿主細胞の成長と分裂が、概日リズムによって結びつけられていることを示唆するものである。
|
