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緑葉の老化を支配する遺伝子の構造と発現に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 03404002
研究種目

一般研究(A)

配分区分補助金
研究分野 植物生理学
研究機関東京大学 (1993-1994)
名古屋大学 (1991-1992)

研究代表者

渡辺 昭  東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (70023471)

研究分担者 伊藤 正樹  東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (10242851)
高部 鉄子 (高倍 鉄子)  名古屋大学, 農学部, 助教授 (60089852)
研究期間 (年度) 1991 – 1994
研究課題ステータス 完了 (1994年度)
配分額 *注記
30,600千円 (直接経費: 30,600千円)
1994年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
1993年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
1992年度: 8,000千円 (直接経費: 8,000千円)
1991年度: 17,000千円 (直接経費: 17,000千円)
キーワード植物の老化 / cDNAクローニング / 分岐鎖ケト酸脱水素酵素 / プロテアーゼ / ダイレクトディスプレイRT-PCR / グルタミン合成酵素 / ピルビン酸脱水素酵素 / 老化 / 葉緑体 / トランスジェニック植物 / 窒素の転流 / 遺伝子発現 / プロテアソーム / CDNAクローニング / cDNAクロ-ニング
研究概要

新しい方法を用いて緑葉の老化に関連して発現するいくつかの遺伝子のcDNAクローンが得られた。その一つは、クローニングベクターに挿入されたcDNAを試験管内での発現させ、その産物の単離葉緑体への輸送を利用して選抜するという方法を用いたものである。得られたcDNAは葉緑体の老化に関連性が高いと考えられる新しい遺伝子で、その塩基配列から推定して、大腸菌のファージ感染ストレスによって発現するものに相同性をもっている。もう一つは、ダイレクトディスプレイRT-PCR法を用いた試みである。この方法で新たに三つのcDNAクローンが得られた。その一つは、動物のピルビン酸脱水素酵素複合体のサブユニットの一つである分岐鎖ケト酸脱水素酵素に相同性をもつものであった。この複合体のもう一つのサブユニットと考えられ配列のcDNAも同時に得られており、老化した細胞で分解されたタンパク質に由来するLeu、Val、Ileのような分岐鎖アミノ酸の炭素鎖部分をTCA回路に回してエネルギーとするために鍵となる働きをしていることが推測される。もう一つのクローンはグルコシダーゼに相同性をもっており、種々の配糖体から糖を回収してエネルギー源としていることをうかがわせる。
老化によるタンパク質の分解についていくつかのcDNAプローブを用いて対応する遺伝子の発現の変化を測定した結果、ユビキチン経路のプロテアソームよりもむしろ葉緑体ではClpプロテアーゼ液胞ではカテプシン類似のプロテアーゼが働いている可能性が高いことが示唆された。
細胞質局在性グルタミン合成酵素の三つの遺伝子のうち二つが老化の後期に強く発現することを見いだしていたが、もっとも強く発現するものについては、細胞内のGlu/Glnのレベルの変化が発現

報告書

(5件)
  • 1994 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1993 実績報告書
  • 1992 実績報告書
  • 1991 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (37件)

  • [文献書誌] Watanabe,A.: "Biphasic and differential expression of cytosolic glutamine synthetase genes of radish during seed germination and senescence of cotyledons." Plant Mol.Biol.27(印刷中). (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Murota,K.: "Changes related to salt torelance in thylakoid membranes of photoautotrophically cultured green tobacco cells." Plant Cell Physiol.35. 107-113 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ito,M.: "Meristem-specific gene expression directed by the promoter of the Sphase-specific gene,cyc07,in transgenic Arabidopsis." Plant Mol.Biol.24. 863-878 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kodama,H.: "Studeis of the plant cell cycle in synchronous cultures of Catharanthus roseus cells." Plant Cell Physiol.35. 287-299 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fukuda,H.: "Mechanism of the proliferation and differentiation of plant cells in culture systems." Int.J.Dev.Biol.38. 287-299 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kawakami,N.: "Translatable mRNAs for chloroplast-targeted proteins in detached radish cotyledons during senescence in darkness." Plant Cell Physiol.34. 697-704 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Watanabe, A.: "Biphasic and differential expression of cytosolic glutamine synthetase genes of radish during seed germination and senescence of cotyledons." Plant Mol.Biol.27, (in press). (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Murota, K.: "Changes related to salt tolerance in thylakoid membranes of photoautotrophically cultured green tobacco cells." Plant Cell Physiol.35. 107-113 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ito, M.: "Meristem-specific gene expression directed by the promoter of the S-phase-specific gene, cyc07, in transgenic Arabidopsis." Plant Mol.Biol.24. 863-878 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kodama, H.: "Studies of the plant cell cycle in synchronous cultures of Catharanthus roseus cells." Plant Cell Physiol.35. 529-537 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fukuda, H.: "Mechanism of the proliferation and differentiation of plant cells in cell culture systems." Int.J.Dev.Biol.38. 287-299 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kawakami, N.: "Translatable mRNAs for chloroplast-targeted prtoeins in detached radish cotyledons during senesecence in darkness." Plant Cell Physiol. 34. 697-704 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Watanabe,A.: "Biphasic and differential expression of cytosolic glutamine synthetase genes of radish during seed germination and senescence of cotyledons." Plant Mol.Biol.27(印刷中). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Murota,K.: "Changes related to salt torelance in thylakoid membranes of photoautotrophically cultured green tobacco cells." Plant Cell Physiol.35. 107-113 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Ito,M.: "Meristem-specific gene expression directed by the promoter of the S-phase-specific gene,cyc07,in transgenic Arabidopsis." Plant Mol.Biol.24. 863-878 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Kodama,H.: "Studies of the plant cell cycle in synchronous cultures of Chatharanthus roseus cells." Plant Cell Physiol.35. 529-537 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Fukuda,H.: "Mechanism of the proliferation and differentiation of plant cells in cell culture systems." Int.J.Dev.Biol.38. 287-299 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 渡辺昭: "植物の老化と死のメカニズム" 植物細胞工学. 6. 6-8 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] T.Konishi,A.Watanabe: "Transport of proteins into the thylakoid lumen-Stromal processing and energy requirements for the import of the precursor to the 23-kDa protein of PSII" Plant Cell Physiol. 34. 315-319 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] T.Konishi,Y.Maruta,K.Shinohara,A.Watanabe: "Transit peptides of thylakoid luminal proteins:the sites of s omal processing are conserred among higher plants" Plant Cell Physiol. 34. 1081-1087 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] N.Kawakami,A.Watanabe: "Translatable mRNA for chloroplast-targeted proteins of detached rodish cotyledons senescing in the dark" Plant Cell Physiol. 34. 697-704 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] A.Watanabe: "植物はなぜ枯れるのか-その仕組みと意義" 日本の科学と技術. 34. 32-37 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] M.Ito,A.Yasui,A.Komamine: "Precise mapping and molecular characterization of the MFT1 gene involved in import of a fusion protein into mitochondria in saccharomyces cerevisial" FEBS Lett.320. 125-129 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] M.Ito,A.Komamine: "Molecular mechanisms of the cell cycle in synchronous cultures of plant cells" J.Plant Res. 3. 17-28 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] M.W.Smith,M.Ito,T.Yamada,T.Suzuki,A.Komamine: "Isolation and characterization of a cDNA clone for plant nuclear antigen 21D7 associated with cell division" Plant Physiol. 101. 809-817 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Konishi,T.: "Protein transportinto thylaboid leimen-A Stromel processing and the energy requiremert for the import of the prearsor for the 23 K Dapsolein of PS II" Plent Cell Physiol. 34. (1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 渡辺 昭: "緑葉の老化とグルタミン合成酸素" 日本農芸化学会誌. 66. 932-935 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 渡辺 昭: "植物はなぜ枯れるのか.その仕組みと意義" 日本科学と技術. 34. 32-37 (1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Ishitani,M.: "Betaine aldelyde deby drogonase in leaues of both betaine accumulators and nonaccumulators invarous cireat plants" Plent Cell Physiol. 34. (1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Arakawa,K.: "Immun ological studies betaine aldehyde dehydrogenase in barley" Plent cell Physiol. 33. 833-840 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Konishi,T.: "Research in Photosyn The Sis" Murata,N., (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Azumi,Y: "Evidence for a senescenceーassociated gene induced by darkness" Plant Physiol. 95. 577-583 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Azumi,Y.: "Structure and regulation by sugar of clin1,a darkinducible and sencscenceーassociated gene in radich" (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Arakawa,K.: "Immunological study on btaine aldekyde Iehydrogenase from barley" Plant Cell Physiol.(1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 渡辺 昭: "植物の老化と遺伝子発現の柔軟性" 学術月報. 44. 67-72 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 安積 良隆: "緑葉の老化と遺伝子発現" 植物細胞工学. 3. 542-550 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 高倍 鉄子: "塩ストレスによる遺伝子発現" 植物細胞工学. 3. 639-643 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書

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公開日: 1991-04-01   更新日: 2016-04-21  

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