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葉緑体遺伝子発現を制御する核因子群の同定と機能解析

Research Project

Project/Area Number 17051025
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionKyoto Prefectural University

Principal Investigator

椎名 隆  京都府立大学, 人間環境学部, 教授 (10206039)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山下 博史  京都府立大学, 人間環境学部, 助手 (50264750)
角山 雄一  京都大学, 放射性同位元素総合センター, 助手 (90314260)
Project Period (FY) 2005 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥6,000,000 (Direct Cost: ¥6,000,000)
Fiscal Year 2006: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Fiscal Year 2005: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Keywords葉緑体 / シグマ因子 / 転写 / Ca2+シグナル / GTPase / リボソーム / PEP / シロイヌナズナ / 核様体 / Obg / 気孔 / カルシウム
Research Abstract

遺伝子発現を初めとする葉緑体機能の多くは,核にコードされた制御因子によってコントロールされている。本研究では,葉緑体にターゲットする新規遺伝子の中から重要な機能を持つ制御因子を選抜し,その分子機能を解明することで,葉緑体の機能分化や環境応答を制御する新しい分子機構を明らかにしていくことを目的とした。
葉緑体分化および環境応答を制御する葉緑体シグマ因子の機能分担
葉緑体の転写制御を理解する上で,バクテリア型RNAポリメラーゼのプロモーター認識因子であるシグマ因子の機能分担を明らかにすることは,最も重要な研究課題の一つである。シロイヌナズナには核にコードされた6種類のシグマ因子が存在する。本研究ではノックアウト変異体や過剰発現体の解析を総合的に進め,その機能分担の大枠を明らかにした。
新規Ca^<2+>結合タンパク質CASと気孔運動制御
細胞質Ca^<2+>シグナルの発生における葉緑体の役割はほとんど分かっていない。本研究では,葉緑体チラコイド膜に存在するCa^<2+>結合タンパク質CASが,細胞外Ca^<2+>濃度上昇が引き起こす細胞質Ca^<2+>濃度の一過的上昇と,それに引き続いて起こる気孔の閉鎖運動に必須のタンパク質であることを明らかにした。
新規Ca^<2+>結合タンパク質CASと気孔運動制御
細胞質Ca^<2+>シグナルの発生における葉緑体の役割はほとんど分かっていない。本研究では,葉緑体チラコイド膜に存在するCa^<2+>結合タンパク質CASが,細胞外Ca^<2+>濃度上昇が引き起こす細胞質Ca^<2+>濃度の一過的上昇と,それに引き続いて起こる気孔の閉鎖運動に必須のタンパク質であることを明らかにした。
オルガネラGTP結合タンパク質Obg, Eraスーパーファミリー遺伝子の網羅的解析
バクテリアや酵母で,リボソーム新生や,翻訳制御,RNAプロセシング,染色体の分離など様々な生物機能に関わる事が知られているObgおよびEra GTP結合タンパク質スーパーファミリーの遺伝子が,シロイヌナズナに17種存在する。その細胞内局在を網羅的に調べた。その多くが葉緑体およびミトコンドリアに局在する事を明らかにし,その進化について考察した。

Report

(2 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2007 2005

All Journal Article (10 results)

  • [Journal Article] Disruption of the psbA gene by the copy correction mechanism reveals that the expression of plastid-encoded genes is regulated by photosynthesis activity.2007

    • Author(s)
      Khan MS, Hameed W, Nozoe M, Shiina T.
    • Journal Title

      J Plant Res. 120(3)

      Pages: 421-430

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 葉緑体シグマ因子の機能分担と進化 植物色素体の多様な機能を支える仕組み2007

    • Author(s)
      野添幹雄, 八木祐介, 椎名隆
    • Journal Title

      化学と生物 45(5)

      Pages: 300-303

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] A nuclear-encoded sigma factor, Arabidopsis SIG6, recognizes sigma-70 type chloroplast promoters and regulates early chloroplast development in cotyledons.2005

    • Author(s)
      Ishizaki, Y., Tsunoyama, Y., Hatano, K., Ando, K., Kato, K., Shinmyo, A., Kobori, M., Takeba, G., Nakahira, Y., Shiina, T.
    • Journal Title

      Plant J. 42

      Pages: 133-144

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Structural dynamics of cereal mitochondrial genomes as revealed by complete nucleotide sequencing of the wheat mitochondrial genome.2005

    • Author(s)
      Tsunewaki, K, Shiina T. et al., 7番目/14人
    • Journal Title

      Nucl.Acid Res. 33

      Pages: 6235-6250

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Plastid transcription in higher plants.2005

    • Author(s)
      Toyoshima, Y., Onda, Y., Shiina, T., Nakahira, Y.
    • Journal Title

      Crit.Rev.Plant.Sci. 24

      Pages: 59-81

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Plastid RNA polymerases, promoters and transcription regulators in higher plants.2005

    • Author(s)
      Shiina, T., Tsunoyama, Y., Nakahira, Y., Khan, M.S
    • Journal Title

      Int.Rev.Cytology 244

      Pages: 1-68

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] A nuclear-encoded sigma factor, AtSig6,Plays a Key role in early chloroplast development in cotyledons.2005

    • Author(s)
      Ishizaki, Y., Tsunoyama, Y., Hatano, K., Ando, K., Kato, K., Shinmyo, A., Nakahira, Y., Shiina, T.
    • Journal Title

      Photosynthesis : Fundamental Aspects to Global Perspective

      Pages: 733-735

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Characterization of a plastid sigma factor AtSIG5 responsible for psbD light-responsive transcription.2005

    • Author(s)
      Nozoe, M., Ishizaki, Y., Tsunoyama, Y., Tsubokura, Y., Kato, K., Shinnmyo, A., Nakahira, Y., Shiina, T.
    • Journal Title

      Photosynthesis: Fundamental Aspects to Global Perspective

      Pages: 731-733

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] The plastid targeted GTP-binding protein, AtOBG1 is essential for embryo development in Arabidopsis.2005

    • Author(s)
      Umeda, T., Nakahira, Y., Takeba, G., Shiina, T.
    • Journal Title

      Photosynthesis: Fundamental Aspects to Global Perspective

      Pages: 680-682

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] 葉緑体の秘めたるパワー2005

    • Author(s)
      中平洋一, 椎名隆
    • Journal Title

      蛋白質・核酸・酵素 50

      Pages: 1918-1929

    • Related Report
      2005 Annual Research Report

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Published: 2005-04-01   Modified: 2018-03-28  

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