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紫外線誘導DNA損傷とその修復能力からみたイネの紫外線防御機構に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 10044195
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 環境影響評価(含放射線生物学)
研究機関東北大学

研究代表者

熊谷 忠  東北大学, 遺伝生態研究センター, 教授 (90089805)

研究分担者 高柳 進之輔  東邦大学, 医学部, 教授 (00105438)
日出間 純  東北大学, 遺伝生態研究センター, 助手 (20250855)
STRID Ake  イェテボルグ大学, 生物化学, 助教授
BURR Benjami  ブルックヘブン米国立研究所, 生物, 上級研究員
SATHERLARD B  ブルックヘブン米国立研究所, 生物, 上級研究員
研究期間 (年度) 1998 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
9,800千円 (直接経費: 9,800千円)
1999年度: 4,900千円 (直接経費: 4,900千円)
1998年度: 4,900千円 (直接経費: 4,900千円)
キーワード紫外線UVB / DNA損傷 / シクロブタン型ピリミジンダイマー / 光回復酵素 / 光修復 / イネ / 紫外線抵抗性 / 紫外線感受性 / ミクロブタン型ピリミジンダイアー / 光修復酵素
研究概要

紫外線抵抗性品種ササニシキと紫外線感受性品種農林1号を実験材料に用いて次のことを明らかにした。
1 イネの生育に伴うDNA損傷の動態:(1)CPD生成の感受性は、葉位、葉令の変化に伴い大きく変化し、幼植物時の第2から4葉の葉が展開している時期が最も感受性が高いことがわかった。またササニシキは葉位、葉令が変化しても常に農林1号よりも高い光修復能力を有していることがわかった。(2)暗黒化で生育したイネにはCPDの光回復能が見られず、光修復能の誘導はファイトクローム、青色光効果による光反応によって調節されることを見い出した。(3)太陽光下で生育しているイネにはいつも一定量のCPDが蓄積されていることを見い出した。
2 UVB感受性品種農林1号における、光修復能力の低下の要因:両品種の光修復酵素を含む粗液と、一定量のCPDを有するλDNA(基質)を用いて、それぞれの品種の光修復酵素活性の特性について検討を行った。その結果、(1)基質であるCPDと結合し、基質-酵素複合体の形成に要する時間は、農林1号の方が遅い、(2)基質-酵素複合体の温度に対する安定性について比較したところ、農林1号は45℃以上で活性が低下するのに対し、ササニシキは45℃では安定で、60℃で活性の低下が認められた。以上の結果から、農林1号の光修復酵素は構造上に変異があることにより、その能力が低下している可能性を見い出した。
3 UVBによるDNA損傷が葉内タンパク質含量に及ぼす影響:葉緑体内に局在するRubiscoとLHCIIをターゲットとして、15Nトレーサー解析及び各タンパク質をコードする遺伝子のノーザン解析を行った。その結果、Rubiscoタンパク質はLHCIIと比較して、葉の展開過程で著しく合成が阻害された。また、核、および葉緑体にコードされる遺伝子の発現(mRNAの蓄積)は明らかに異なり、核支配の遺伝子の方がUVBによってその発現が抑制され、さらに核支配遺伝子の中でもRubiscoラージサブユニットをコードするrbcL此遺伝子はLHCIIをコードするcab遺伝子よりもその発現が抑制されることを見出した。

報告書

(3件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (16件)

  • [文献書誌] 日出間純: "UVB-induced cyclobutyl pyrimidine dimer and photorepair with progress of growth and leaf age"Journal of Photochemistry and Photobiology B : Biology. 43. 121-127 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 姜恵淑: "Effects of light encironment during culture on UV-induced cyclobutyl pyrimidine dimers and their photorepair in rice(Oryza sativa L.)"Photochemistry and Photobiology. 68. 71-77 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 日出間純: "Changes in cyclobutyl pyrimidine dimer levels in rice(Oryza sativa L.)growing indoors and outdoors with or without supplemental UVB radiation"Journal of Photochemistry and Photobiology B : Biology. 52. 7-13 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 熊谷純: "Differences in the sensitivity to UVB radiation of two cultivars of rice(Oryza sativa L.)based on observation of long-lived radicals"Journal of Radiation Research. 40. 303-310 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 日出間純: "植物のDNA損傷とその修復機構をめぐる共同研究"化学と生物. 37. 381-384 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Jun Hidema: "UVB-induced cyclobutyl pyrimidine dimer and photorepair with progress or growth and leaf age"Journal of Photochemistry and Photobiology B : Biology. 43. 121-127 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hey-Sook Kang: "Effects of light environment during culture on UV-induced cyclobutyl pyrimidine dimer and their photorepair in rice (Oryza sativa L.)"Photochemistry and Photobiology. 68. 71-77 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Jun Hidema: "Changes in cyclobutyl pyrimidine dimer levels in rice (Oryza sativa L.) growing indoors and outdoors with or without supplemental UVB-radiation"Journal of Photochemistry and Photobiology B : Biology. 52. 7-13 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Jun Kumagai: "Differences n the sensitivity to UVB radiation f two cultivars of rice (Oryza sativa L.) based on observation of long-lives radicals"Journal of Radiation Research. 40. 303-310 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 日出間 純: "UVB-induced cyclobutyl pyrimidine dimer and photorepair with progress of growth and leaf age"Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology. 43. 121-127 (1998)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 姜恵淑: "Effects of light environment during culture on UV-induced cyclobutyl pyrimidine dimers and their photorepair in rice (Oryza sativa L.)"Photochemistry and Photobiology. 68. 71-77 (1998)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 日出間 純: "Changes in cyclobuxyl pynmichne dimer levels in rice (Oryza sativa L.) growing indoors and outdoors with or without supplemental UV-B radiation"Journal of Photochemistry and Photobilogy B: Biology. 52. 7-13 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 熊谷 純: "Differences in the sensitivity to UVB radiation of two cultivars of rice (Oryza sativa L.) based on observation of long-lived radicals"Journal of Radiation Research. 40. 303-310 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 日出間 純: "植物のDNA損傷とその修復機構をめぐる共同研究"化学と生物. 37. 381-384 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Jun Hidema: "UVB-induced cyclobotyl pyrimidine diner and photorepur with progress of grawth and lerf age in nice" Journal of Photochemistry and Photobiology. 43. 121-127 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Hye-sook Kang: "Effects of light environment during Culture on UV-induced cyclobutyl Dyrimidine dimers and their photorepair in rice(Oryza Satica L)" Photochemistry and Photobiology. 68・(1). 71-77 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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