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葉緑体形質転換に基づく葉緑体遺伝子の機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 10440238
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 植物生理
研究機関名古屋大学

研究代表者

杉田 護  名古屋大学, 人間情報学研究科, 教授 (70154474)

研究分担者 杉浦 昌弘  名古屋市立大学, 大学院・システム自然科学研究科, 教授 (80027044)
廣瀬 哲郎  名古屋大学, 遺伝子実験施設, 助手 (30273220)
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
13,800千円 (直接経費: 13,800千円)
2000年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
1999年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
1998年度: 7,200千円 (直接経費: 7,200千円)
キーワードタバコ / ラン藻 / 葉緑体形質転換 / ycf / 低分子RNA / ノックアウト / RNA結合蛋白質 / ファージ型RNAポリメラーゼ / 葉緑体 / ycf5 / 光合成 / DNAマイクロアレイ / 原色素体 / DNA
研究概要

本研究は、タバコの葉緑体ゲノムに存在するycfの機能を解明すること、及びycfの発現の基盤となる核コードの制御因子を探索し、その機能を解明することを目的として行われた。得られた主な成果は、以下の通りである。
(1)ycf5(orf313)ノックアウトタバコを2株が得ることに成功した。ycf5ノックアウトタバコは、光化学系の電子伝達が顕著に低下していることを明らかにした。
(2)葉緑体と進化的に近縁な、ラン藻の低分子RNA(tmRNA)遺伝子を初めて明らかにした。タバコなど高等植物の葉緑体DNAにはtmRNA遺伝子が存在しないことから、細胞内共生の結果、葉緑体DNAから欠失したと考えられる。
(3)タバコ葉緑体RNA結合蛋白質(cpRNP)がストロマ中の(m)RNAの安定性に関与していることを明らかにした。また、cpRNPに結合しているRNA分子種を網羅的に調べるため、葉緑体DNAマイクロアレーを開発し解析に用いた。その結果、光合成関連mRNAおよびイントロンをもつRNA前駆体にcpRNP抗体が結合していることを明らかにした。
(4)Nicotiana sylvestrisのファージ型RNAポリメラーゼをコードする3種の遺伝子(RpoT-A、RpoT-B、RpoT-C)の全構造を解明した。このうち、RpoT-B産物がミトコンドリアと葉緑体の両方に移行し局在することを明らかにした。植物のオルガネラの進化を考える上で大変に興味深い。

報告書

(4件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (32件)

  • [文献書誌] Watanabe,T.,Sugita,M.,Sugiura,M.: "Identification of 10Sa RNA (tmRNA) homologues from the cyanobacterium Synechococcus sp. strain PCC63O1 and related organisms."Biochim.Biophys.Acta. 1396. 97-104 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sugiura,M.,Hirose,T.,Sugita,M.: "Evolution and mechanism of translation in chloroplasts."Annu.Rev.Genet.. 32. 437-459 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Wakasugi,T.,Sugita,M.,Tsudzuki,T.,Sugiura,M.: "Updated gene map of tobacco chloroplast DNA."Plant Mol.Biol.Rep.. 16. 231-241 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakamura,T.,Ohta,M.,Sugiura,M.,Sugita,M.: "Chloroplast ribonucleoproteins are associated with both mRNAs and intron-containing precursor tRNAs."FEBS Lett.. 460. 437-441 (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
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hirose,T.,Kusumegi,T.,Tsudzuki,T.,Sugiura,M.: "RNA editing sites in tobacco chloroplast transcripts : editing as a possible regulator of chloroplast RNA polymerase activity."Mol.Gen.Genet.. 262. 462-467 (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
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakamura,T.,Ohta,M.,Sugiura,M.,Sugita,M.: "Chloroplast ribonucleoproteins function as a stabilizing factor of ribosome-free mRNAs in the stroma."J.Biol.Chem.. 276. 147-152 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 杉田護: "シリーズ・ニューバイオフィジックス2巻 遺伝子の構造生物学"(日本生物物理学会編)共立出版. 208 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 杉田護: "朝倉植物生理学講座第3巻 光合成"朝倉書店(印刷中). (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Watanabe, T., Sugita, M., Sugiura, M.: "Identification of 10Sa RNA (tmRNA) homologues from the cyanobacterium Synechococcus sp.strain PCC6301 and related organisms."Biochim.Biophys.Acta. 1396. 97-104 (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
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sugiura, M., Hirose, T., Sugita, M.: "Evolution and mechanism of translation in chloroplasts."Annu.Rev.Genet.. 32. 437-459 (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
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Wakasugi, T., Sugita, M., Tsudzuki, T., Sugiura, M.: "Updated gene map of tobacco chloroplast DNA."Plant Mol.Biol.Rep.. 16. 231-241 (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
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakamura, T., Ohta, M., Sugiura, M., Sugita, M.: "Chloroplast ribonucleoproteins are associated with both mRNAs and intron-containing precursor tRNAs."FEBS Lett.. 460. 437-441 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hirose, T., Kusumegi, T., Tsudzuki, T., Sugiura, M.: "RNA editing sites in tobacco chloroplast transcripts : editing as a possible regulator of chloroplast RNA polymerase activity."Mol.Gen.Genet.. 262. 462-467 (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
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakamura, T., Ohta, M., Sugiura, M., Sugita, M.: "Chloroplast ribonucleoproteins function as a stabilizing factor of ribosome-free mRNAs in the stroma."J.Biol.Chem.. 276. 147-152 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sugita,C.,Sugiura,M.,Sugita,M.: "A novel nucleic acid-bindingprotein in the cyanobacterium Synechococcus sp.PCC6301: a 33 kDa soluble polypeptide with high sequencesimilarity to ribosomal protein S1."Mol.Gen.Genet.. 263. 655-663 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Yukawa,Y.,Sugita,M.,Choisne,N.Small,I.D.,Sugiura,M.: "The TATA motif, the CAA motif and the poly (T) transcription termination motif are all important for transcription re-initiation on plant tRNA genes."The Plant J.. 22. 439-447 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Nakamura,T.,Ohta,M.,Sugiura,M.,Sugita,M.: "Chloroplast ribonucleoproteins function as a stabilizing factor of ribosome-free mRNAs in the stroma."J.Biol.Chem.. 276. 147-152 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Hara,K.,Sugita,M.,Aoki,S.: "Cloning and characterization of the cDNA for a plastid sigma factor from the moss Physcomitrella patens."Biochim.Biophys.Acta. 1517. 302-306 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 杉田護: "色素体遺伝子の転写を支配する核ゲノム"ブレインテクノニュース. 79. 22-24 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 杉田護: "朝倉植物生理学講座 第3巻 光合成(佐藤公行編集)"朝倉書店(印刷中). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Sugita, C., Mutsuda, M., Sugiura, M., Sugita, M.: "Targeted deletion of genes for eukaryotic RNA-binding proteins, Rbp1 and Rbp2, in cyanobacterium Synechococcus sp. strain PCC7942: Rbp1 gene is indispensable for cell growth at low temperatures."FEMS Microbiol. Lett.. 176. 142-147 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Nakamura, T., Ohta, M., Sugiura, M., Sugita, M.: "Chloroplast ribonucleoproteins are associated with both mRNAs and intron-containing precursor tRNAs."FEBS Lett.. 460. 437-441 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Mutsuda, M., Sugiura, M., Sugita, M.: "Physiological characterization of RNA-binding protein-deficient cells from Synechococcus sp. strain PCC7942."Plant Cell Physiol.. 40. 1203-1209 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kapoor, S., Sugiura, M.: "Identification of two essential sequence elements in the nonconcensus type II PatpB-290 plastid promoter by using plastid transcription extracts from cultured tobacco BY-2 cells."Plant Cell. 11. 1799-1810 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 杉田 護、杉浦昌弘、広瀬哲郎: "遺伝子遺伝子発現における転写後調節"蛋白質 核酸 酵素. 45. 132-138 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Sugita, C., Sugiura, M., Sugita, M.: "A novel nucleic acid-binding protein in the cyanobacterium Synechococcus sp. PCC6301: a 33 kDa soluble polypeptide with high sequence similarity to ribosomal protein S1."Mol. Gen. Genet.. (印刷中). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 宮城 徹: "Transcript analysis of tobacco plastid rps2/atpI/H/F/A operon reveals the existence of a non-consensus type II(NCII)promoter upstream to atpI coding sequence." Mol.Gen.Genet.257. 299-307 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 渡辺恒暁: "Identification of 10Sa RNA (tmRNA)homologues from the cyanobacterium Synechococcus sp.strain PCC6301 and related organisms." Biochim.Biophys.Acta. 1396. 97-104 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 若杉達也: "Update gene map of tobacco chloroplast DNA." Plant Mol.Biol.Rep.16. 231-241 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 杉浦昌弘: "Evolution and mechanism of translation in chloroplasts." Annu.Rev.Genet.32. 437-459 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 廣瀬哲郎: "Translation of tobacco chloroplast rps14 mRNA depends on a Shine-Dalgarno-like sequence in the 5'-untranslated region but not on internal RNA edition in the coding region." FEBS Letters. 430. 257-260 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 赤間一仁: "Plant cytosolic tRNA^<His> possesses an exceptional C_<54> in the canonical TΨC loop." Nucleic Acids Res.26. 2708-2714 (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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