2013 Fiscal Year Annual Research Report
共生による葉緑体光応答系の成立と進化
Publicly Offered Research
| Project Area | "Matryoshka"-type evolution of eukaryotes |
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| Project/Area Number |
24117505
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
華岡 光正 千葉大学, 園芸学研究科, 准教授 (30508122)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 葉緑体 / 共生進化 / 二成分制御系 / 光環境応答 / 光合成 |
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| Research Abstract |
葉緑体は原始シアノバクテリアの内部共生により成立したと考えられている。光合成機能を守るための光応答系は、高等植物に至る進化の過程で宿主に移行したとされているが、少なくとも共生当初の細胞では葉緑体で完結していたと想定される。本研究では、細胞内共生起源に近い葉緑体を持つ原始紅藻シアニディオシゾンを用いて、葉緑体を中心とした光応答系の分子機構、および葉緑体による宿主支配機構を明らかにすることで、内部共生に基づく植物進化の実体を明確にすることを目的とした。特に、葉緑体の起源であるシアノバクテリアの光受容系が共生後の葉緑体にも部分的に保存されているとの作業仮説のもと、共生進化における光応答システムの宿主への移行過程、および共生体-宿主間における相互支配関係の理解を目指し研究を行った。2年目にあたる本年度は、まずHIK自身が光を直接受容している可能性を検証するため、精製したHIKタンパク質を用いて生化学・分光学的解析を進めた。Zinc-blot解析や吸収スペクトル解析を行った結果、HIKが従来の植物型光受容体ではない新しいタイプの光センサーであることが予想された。さらに、間接的なHIK活性制御の可能性を検討するため、酵母Two-hybrid法によりHIKに結合するタンパク質を探索したところ、少なくとも3種類の候補を得ることが出来た。以上の解析により、HIKが葉緑体内の光応答系に直接関与している可能性が示唆された。一方、この葉緑体の光受容系が宿主ゲノムの光依存転写制御にも関与していることを示すため、HIKの過剰発現株や阻害剤を用いた解析を集中的に行った結果、一部の核遺伝子の発現が葉緑体内の光環境に依存して調節されていることが示され、未知のプラスチドシグナル伝達経路を介した遺伝子発現調節機構の存在が予想された。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25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 |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Circadian control of chloroplast transcription by a nuclear-encoded timing signal.2013
Author(s)
Noordally ZB, Ishii K, Atkins KA, Wetherill SJ, Kusakina J, Walton EJ, Kato M, Azuma M, Tanaka K, Hanaoka M, Dodd AN.
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Journal Title
Science
Volume: 339
Pages: 1316-1319
DOI
Peer Reviewed
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