2012 Fiscal Year Annual Research Report
植物細胞内光機能分子・粒子の空間階層Ｘ線イメージング
Publicly Offered Research
| Project Area | Environmental sensing of plants: Signal perception, processing and cellular responses |
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| Project/Area Number |
23120525
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
中迫 雅由 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (30227764)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 光受容タンパク質 / 葉緑体 / Ｘ線小角散乱 / Ｘ線結晶構造解析 / コヒーレントＸ線回折イメージング / Ｘ線自由電子レーザー / フィトクロム / フォトトロピン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、Ｘ線構造解析手法を用いて、２つの異なる空間階層での構造解析を展開し、植物の環境感覚応答研究に貢献することを目指す。具体的には、分子レベルにおいて、植物青色光受容蛋白質、赤色光受容体のドメインやフラグメントの立体構造をＸ線結晶構造解析やＸ線小角散乱実験を通じて明らかにし、植物光受容の分子メカニズムの理解を助ける。また、ミクロン・サブミクロンサイズのオルガネラ等、結晶化が原理的に不可能な細胞内粒子については、Ｘ線回折顕微鏡法を適用し、植物環境感覚応答が細胞内でどのような変化をもたらしうるのかを光学顕微鏡よりも高い解像度で明らかにする。
平成24年度は、その全長が大腸菌で大量発現可能となったクラミドモナスphototropinについて、光刺激による細胞内信号伝達の初発過程を探るためのＸ線小角散乱実験をSPring-8のBL45にて実施した。これにより、初めて全長phototoropin分子の形状を明らかにし、また、光応答構造変化を確認することができた。さらに、クラミドモナス全長phototropin、光応答・リン酸化能を失ったシロイヌナズナphototropin LOV2-kinaseフラグメント、赤色光－近赤外光可逆反応を担うphytochrome Bの結晶化を試みた。後者については、光学顕微鏡下で微小結晶様の凝集を見出すことができた。
オルガネラの構造研究では、これまでに設計・製作した回折装置とミクロン～サブミクロン粒子を低温凍結試料作製システムを使用し、単細胞生物シゾンの葉緑体について、Ｘ線自由電子レーザー施設SACLAでのコヒーレントＸ線回折イメージング実験を実施した。その結果、まだ数は少ないが、２次元電子密度投影図の位相回復を50 nm程度の分解能で達成できるようになった。作成した試料の状況の把握には、購入した卓上走査型電子顕微鏡が極めて有効であった。
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| Research Progress Status |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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