2013 Fiscal Year Annual Research Report
葉緑体における光環境感覚と細胞応答機構
Publicly Offered Research
| Project Area | Environmental sensing of plants: Signal perception, processing and cellular responses |
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| Project/Area Number |
25120705
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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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) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 光環境応答 / 葉緑体 / プラスチドシグナル / CSK / GUN1 |
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| Research Abstract |
これまでの光環境応答の研究は、その生理応答との関係から主に核における遺伝子発現制御の視点で進められてきた。本研究では、光合成器官である葉緑体でも何らかの光刺激を受容している可能性があるとの仮説に立ち、葉緑体の自律的な光環境応答と葉緑体から核への情報伝達経路の解析を中心に行うことで、新しい植物の光環境感覚像の理解を目的としている。本年度は特に、葉緑体内で光応答に関わるとされているCSKと、プラスチドシグナル伝達において中心的に機能すると考えられているGUN1の役割に着目し、以下の点について検討を行った。
1．「葉緑体の光環境感覚におけるCSKの役割」：csk欠損変異株を用いた解析を進め、CSKに依存して制御を受ける葉緑体遺伝子を複数同定することができた。また興味深いことに、CSKの欠損によりいくつかの核コードの遺伝子の発現も影響を受けることが示され、CSKが何らかのプラスチドシグナルを介して核遺伝子の光応答転写制御にも関与している可能性が示唆された。単細胞紅藻シゾンにおけるCSKのオーソログであるHIKの解析結果からも、同様の葉緑体に自律的な光応答とプラスチドシグナルを介した核遺伝子の転写制御への関与が示され、葉緑体が誕生した当初から高等植物に至るまで、長らく保存されてきた光応答システムであることが予想された。
2．「GUN1を中心としたプラスチドシグナル伝達機構の解析」：GUN1は、葉緑体から核へのプラスチドシグナル伝達経路において中心的な役割を持つ可能性が示唆されている。葉緑体内におけるGUN1のターゲットの同定を目指し、in vivoでの葉緑体DNAへの結合パターンをChIP法によって調べたところ、いくつかの葉緑体遺伝子のプロモーター領域にGUN1が特異的に結合する可能性が示唆された。RNAとGUN1間の結合を調べるRIP法については、実験条件の検討を現在進めている。
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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
初年度の研究内容として計画した項目はほぼ終了しており、葉緑体独自の光環境感覚、およびプラスチドシグナルを介した光に依存した核遺伝子の発現制御機構の理解に向けて順調に研究が進行しているものと考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究目的・研究計画にしたがって、2年目の研究を遂行する。現状で大きな問題点はないが、今後の研究の進行に合わせて内容や順序、方針等を調整しながら進める。当初の計画に従いつつ、それらを上回る成果を挙げられるよう、効率的かつ効果的な研究の推進に努める。
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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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