2013 Fiscal Year Research-status Report
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25450077
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
大河 浩 弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (70436012)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 葉緑体 / プロトン |
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| Research Abstract |
葉緑体は光合成、脂質合成など重要な諸反応が行われる場であり、膜を通して様々な物質のやりとりをしているが全容解明には至っていない。本研究は未解明であった葉緑体包膜プロトン輸送に関与する分子実体の1つはCemA2であり、そうであったならば植物の代謝等に関与する役割を担っているのかどうかを検証することを目的としている。ラン色細菌のpHホメオスタシスに関与するPxcA同定や植物の機能未知CemAパラログであるCemA2には推定アミノ酸配列のアミノ末端側に推定シグナルペプチド様配列が存在していたため、レポータータンパク質GFPを用いて、パーティクルガン法により一過的発現解析をしたところ葉緑体にターゲットされたため、このCemA2は葉緑体で機能しうるタンパク質であることが明らかとなった。またAtCemA2遺伝子発現に光応答性や日周性は見られず光に対する応答性は確認出来なかったが、一方で硝酸応答性を解析した結果、硝酸応答性遺伝子であるNIR1およびnitr1の発現誘導が見られ、AtCemA2の発現も同様に発現が誘導されていた。AtCemA1発現様式も同様に調べたが、同様の応答性は確認出来なかった。このことは生理条件の変化に伴い互いに役割分担をしている可能性を示唆している。さらに、CemA2遺伝子発現様式を組織･細胞レベルで明らかにするために、GUSをレポーター遺伝子とする形質転換植物を作成し、発現特異性を解析した結果、葉で強く発現し、非光合成器官である根でも相対的に弱いながら発現していることが確認されたが，その他の器官ではほとんど発現を確認出来なかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
推定シグナルペプチド様配列とレポータータンパク質GFPを用いた一過的発現解析により葉緑体にターゲットの確認やAtCemA2遺伝子発現に光に対する応答性が無いこと、一方で硝酸応答性遺伝子であるNIR1等の発現誘導性と同様にAtCemA2発現誘導性が確認されたこと、AtCemA1は同様の応答性はないことを明らかにする事ができるなど、おおむね計画通りに進捗している。また、次年度以降に予定の形質転換体作成にも着手しているが、やや遅れているものもあるものの、GUSをレポーター遺伝子とする形質転換植物を作成し、発現特異性の解析まで進めることができたものもあり、これは当初の計画以上に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の成果からCemA2が葉緑体包膜に局在することが明らかとなったので、次年度以降は光照射後のプロトン吸収放出諸反応に寄与するのかどうかを明らかにするために、野性株及びAtCemA2機能欠損系統から無傷葉緑体を単離し、マイクロpH電極を用いて光照射による葉緑体プロトン吸収放出反応の測定等を推進する。また、ラン色細菌を用いた過剰発現は植物に比べ条件により、十分に機能しないことケースをあることが明らかとなったので、今後はその発現システムの検討および開発を視野に入れながら検討を行うとと同時に機能相補解析を推進させることできれば、更に研究を推進させることが出来ると考えている。
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Research Products
(1 results)
