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光合成環境感覚としての原型プラスチドシグナル

Publicly Offered Research

Project AreaEnvironmental sensing of plants: Signal perception, processing and cellular responses
Project/Area Number 23120505
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

田中 寛  東京工業大学, 資源化学研究所, 教授 (60222113)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥16,380,000 (Direct Cost: ¥12,600,000、Indirect Cost: ¥3,780,000)
Fiscal Year 2012: ¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000)
Fiscal Year 2011: ¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000)
Keywords光合成 / プラスチド / アブシジン酸 / テトラピロール / レトログレードシグナル / プラスチドシグナル / DNA複製 / シゾン / Cyanidioschyzon / organelle / stress response / transcription / plastid signal / ChlH / abscisic acid / tetrapyrrole
Outline of Annual Research Achievements

本年度の研究では、主にシゾンにおけるアブシジン酸(ABA)の作用について解析を行なった。これまでの研究で、シゾン細胞から内生ABAが検出されること。暗所で増殖停止したシゾン培養にABAを添加することでオルガネラDNA合成(ODR)が阻害されることを見いだしていた。しかし、ABAによる抑制効果は長期には持続しないことから実験的な問題が残されていた。今回、ABAを数時間ごとに再添加したところ継続的な抑制効果が見られたことから、ABAがシゾンの酸性培地中で急速に失活することが効果低下の原因であると考えられた。また、ABAの光学異性体((+)型、(-)型)を用いた実験より、+型のみが抑制活性を示したことから、植物ホルモンとしての機能と同様に、特異的レセプターを介した生理活性であることが強く示唆された。
ABAの作用機作を明らかにする目的で、その添加によりODR促進効果がみられるHemeとの、培地への共添加実験を行なった。その結果、Hemeの添加によりABAのODR抑制効果が解消することを見いだした。従って、ABAはHemeシグナルを抑制することによりODRを抑制していることが示唆される。ABAとHemeの関係性については、シロイヌナズナにおいて、Heme結合性をもつTSPOタンパク質がABAにより誘導されることで、フリーのHemeによる細胞障害を抑制する機構が提唱されている。そこでシゾンゲノムを検索したところ、シゾンにもTSPOタンパク質が存在することが判った。さらに、この遺伝子がABAで発現誘導されることが判明したことから、TSPOによるHemeシグナルの吸着が、ABAによるODR抑制効果の分子機構であることが考えられた。ABAによるTSPO遺伝子の発現誘導機構について、現在解析中である。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (33 results)

All 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (14 results) (of which Peer Reviewed: 14 results) Presentation (19 results) (of which Invited: 2 results)

  • [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.
    • Journal Title

      Science

      Volume: 339 Issue: 6125 Pages: 1316-1319

    • DOI

      10.1126/science.1230397

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The early days of plastid retrograde signaling with respect to replication and transcription2013

    • Author(s)
      Kan Tanaka
    • Journal Title

      Front. Plant Physiol.

      Volume: 3 Pages: 1-5

    • DOI

      10.3389/fpls.2012.00301

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] SIG1, a sigma factor for the chloroplast RNA polymerase, differentially associates with multiple DNA regions in the chloroplast chromosomes in vivo2012

    • Author(s)
      Mitsumasa Hanaoka
    • Journal Title

      Int. J. Mol. Sci.

      Volume: 13 Issue: 10 Pages: 12182-12194

    • DOI

      10.3390/ijms131012182

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] RpaB, another response regulator operating circadian clock-dependent transcriptional regulation in Synechococcus elongat us PCC 7942.2012

    • Author(s)
      Hanaoka M, Takai N, Hosokawa N, Fujiwara M, Akimoto Y, Kobori N, Iwasaki H, Kondo T, Tanaka K.
    • Journal Title

      J Biol Chem

      Volume: 287(31) Issue: 31 Pages: 26321-7

    • DOI

      10.1074/jbc.m111.338251

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      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] External light conditions and internal cell cycle phases entrain accumulation of chloroplast and mitochondrial transcripts in the red alga Cyanidioschyzon merolae2012

    • Author(s)
      Yu Kanesaki, Sousuke Imamura, Ayumi Minoda, Kan Tanaka
    • Journal Title

      DNA Research

      Volume: 19(3) Issue: 3 Pages: 289-303

    • DOI

      10.1093/dnares/dss013

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      2012 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Nuclear-encoded plastid sigma factor SIG6 exclusively contributes to chloroplast differentiation in plastid differentiation of Arabidopsis thaliana2012

    • Author(s)
      Shunsuke Hirooka
    • Journal Title

      Cytologia

      Volume: 77 Pages: 73-82

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      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Retrograde signals arise from reciprocal crosstalk within plastids2012

    • Author(s)
      Kazuhiko Enami
    • Journal Title

      Plant Signal.Behav.

      Volume: 7 Issue: 1 Pages: 142-144

    • DOI

      10.4161/psb.7.1.18451

    • Related Report
      2012 Annual Research Report 2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 単細胞紅藻Cyanidioschyzon merolaeにおける窒素同化系とその制御2012

    • Author(s)
      田中 寛
    • Journal Title

      光合成研究

      Volume: 22 Pages: 167-173

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      2012 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Plastid-to-nucleus retrograde signals are essential for expression of nuclear starch biosynthesis genes during amyloplast differentiation in tobacco BY-2 cultured cells2011

    • Author(s)
      Kazuhiko Enami
    • Journal Title

      Plant Physiology

      Volume: 157 Issue: 1 Pages: 518-530

    • DOI

      10.1104/pp.111.178897

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      2011 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Genetic engineering of the group 2 sigma factor SigE widely activates the expression of sugar catabolic genes in Synechocystis sp.PCC 68032011

    • Author(s)
      Takashi Osanai
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 286 Issue: 35 Pages: 30962-30971

    • DOI

      10.1074/jbc.m111.231183

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      2011 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Comparative study of cyanobacterial and E.coli RNA polymerase : Misin corporation, abortive transcription, and dependence on divalent cations2011

    • Author(s)
      Masahiko Imashimizu
    • Journal Title

      Genet.Res.Internat.

      Volume: 572689 Pages: 1-11

    • DOI

      10.4061/2011/572689

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      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nuclear-encoded sigma factor SIG6 exclusively contributes to chloroplast differentiation in plastid differentiation of Arabidopsis thaliana

    • Author(s)
      Shunsuke Hirooka
    • Journal Title

      Cytologia

      Volume: (印刷中)

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      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Possible involvement of a novel multicopper oxidase in iodide oxidation by alpha-proteobacterium strain Q-1

    • Author(s)
      Yoshifumi Eda
    • Journal Title

      Appl.Environ.Microbiol.

      Volume: (印刷中)

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      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] External light condition and cell cycle phases coodinate accumulation of chloroplast and mitochondrial transcripts in the red alga Cyanidioschyz on merolae

    • Author(s)
      Yu Kanesaki
    • Journal Title

      DNA Research

      Volume: (印刷中)

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      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] シゾン核コードシグマ因子SIG2による葉緑体フィコビリゾーム遺伝子群の転写活性化2013

    • Author(s)
      藤井 岳
    • Organizer
      日本植物生理学会
    • Place of Presentation
      岡山大学(岡山県)
    • Year and Date
      2013-03-21
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] The Dark-induced transcriptional activation mechanism of gifA/B in Synechococcus elongatus PCC 79422013

    • Author(s)
      鹿嶋 了
    • Organizer
      日本植物生理学会
    • Place of Presentation
      岡山大学(岡山県)
    • Year and Date
      2013-03-21
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] R2R3-type MYB transcription factor, CmMYB1, is a central nitrogen assimilation regulator in Cyanidioschyzon merolae2012

    • Author(s)
      Sousuke Imamura
    • Organizer
      The 12th Asian Conference on Transcription
    • Place of Presentation
      Seowipo KAL hotel (Jeju Island, Korea)
    • Year and Date
      2012-06-06
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Involvement of chloroplast and mitochondrion in alga cell cycle initiation2012

    • Author(s)
      Kan Tanaka
    • Organizer
      The 12th Asian Conference on Transcription
    • Place of Presentation
      Seowipo KAL hotel (Jeju Island, Korea)
    • Year and Date
      2012-06-06
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] シアノバクテリアSynechococcus elongatus PCC 7942のシグマ因子SigF2による概日時計に依存した転写制御2012

    • Author(s)
      小堀奈美
    • Organizer
      2012年度日本農芸化学会大会
    • Place of Presentation
      京都女子大学
    • Year and Date
      2012-03-24
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] シロイヌナズナT87細胞で誘導される葉緑体分化に際した核遺伝子の発現制御2012

    • Author(s)
      江波和彦
    • Organizer
      第53回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      京都産業大学
    • Year and Date
      2012-03-17
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 単細胞紅藻Cyanidioschyzon merolaeにおけるヘムオキシゲナーゼの局在解析2012

    • Author(s)
      小野智央
    • Organizer
      第53回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      京都産業大学
    • Year and Date
      2012-03-17
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Differential mechanisms are responsible for the dark-induced transcriptional activation in Synechococcus elongatus PCC 79422012

    • Author(s)
      Ryo Kashima
    • Organizer
      第53回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      京都産業大学
    • Year and Date
      2012-03-17
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Characterization of a multiple stresses-responsive plastid sigma factor SIG5 in liverwort, Marchantia polymorpha2012

    • Author(s)
      Takehiko Kanazawa
    • Organizer
      第53回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      京都産業大学
    • Year and Date
      2012-03-17
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 単細胞紅藻シゾンにおける外来遺伝子安定導入系の確率2012

    • Author(s)
      佐藤淳
    • Organizer
      第53回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      京都産業大学
    • Year and Date
      2012-03-16
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] アミロプラスト分化におけるプラスチドシグナルを介した核遺伝子の発現調節2012

    • Author(s)
      華岡光正
    • Organizer
      第53回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      京都産業大学
    • Year and Date
      2012-03-16
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 単細胞紅藻シゾンにおける分裂期特異的なヒストンH3K9のアセチル化と転写活性化における役割2012

    • Author(s)
      曾根俊之
    • Organizer
      第53回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      京都産業大学
    • Year and Date
      2012-03-16
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 植物で初めて同定された窒素同化を制御する転写因子2012

    • Author(s)
      今村壮輔
    • Organizer
      第6回日本ゲノム微生物学会年会
    • Place of Presentation
      立教大学(東京)
    • Year and Date
      2012-03-11
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] シアノバクテリアの概日時計機構を支えるRpaA/Bによる協調的な転写制御2012

    • Author(s)
      華岡光正
    • Organizer
      日本分子生物学会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡県)
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 紅藻シゾンCyanidioschyzon merolaeにおける代謝制御研究2012

    • Author(s)
      田中 寛
    • Organizer
      日本光合成学会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(神奈川県)
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      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Nitrogen assimilatory pathway and the regulation in a eukaryotic red alga Cyanidioschyzon merolae2012

    • Author(s)
      Kan Tanaka
    • Organizer
      Physiology and Biotechnology of Microalgae, Russian Academy of Science
    • Place of Presentation
      Russian Academy of Science (Moscow, Russia)
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Involvement of chloroplast and mitochondrion in algal cell cycle initiation2011

    • Author(s)
      田中寛
    • Organizer
      2011年度日本分子生物学会年会ワークショップ(Control of mitochondrial functions via intracellular crosstalk)
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(招待講演)
    • Year and Date
      2011-12-15
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Nitrogen assimilatory pathway and the regulation in a eukaryotic red alga Cyanidioschyzon merolae2011

    • Author(s)
      田中寛
    • Organizer
      日独2国間セミナー(JSPS、独DFG共催)
    • Place of Presentation
      独・フライブルグ市内(招待講演)
    • Year and Date
      2011-11-01
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Organelle-derived signal controls plant cell cycle2011

    • Author(s)
      田中寛
    • Organizer
      France-Japan Workshop : Bio-inspired approaches : Micro- & Nano-architectures, Materials & Imaging
    • Place of Presentation
      仏・ボルドー大学
    • Year and Date
      2011-10-11
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

URL: 

Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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