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植物葉緑体RNAポリメラーゼのppGpp結合部位に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 10J01668
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生物生産化学・生物有機化学
研究機関静岡県立大学 (2011)
北海道大学 (2010)

研究代表者

佐藤 道大  静岡県立大学, 薬学部, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2010年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードstringent response / ppGpp / RSH / ヒメツリガネゴケ / 緊縮応答 / relA/spoT homolog / 葉緑体
研究概要

ヒメツリガネゴケにおけるRSH遺伝子のクローニングおよび機能解析
これまでの研究より、ヒメツリガネゴケが有する9つのRSH遺伝子の発現量は、植物にとってストレスとなる紫外線やアブシジン酸処理により、顕著に上昇することが明らかとなった。このうち、最も強く発現しているP_pRSH1およびP_pRSH2に注目し、ヒメツリガネゴケにおけるRSH遺伝子の機能解明を目的に研究に着手した。まずP_pRSH1およびP_pRSH2の過剰発現株を作製することにした。得られたそれら欠損変異株はともに、野生株と比較して茎葉体の数が増加するという表現型を示した。RSHタンパク質は植物においては葉緑体に局在しており、葉緑体内において機能していることが示唆されている。また、RSHタンパク質産物であるppGppは原核生物の転写翻訳活性に影響を与えることから、次に、野生株および変異株の葉緑体タンパク質について二次元電気泳動により解析した。その結果、グルコース含有培地で生育させたときにのみ、そのタンパク質プロファイルに変化が現れた。すなわちグルコース含有培地において、ルビスコ大サブユニットタンパク質の含量が有意に減少していることが明らかとなった。さらに遺伝子発現レベルにおいてもルビスコ大サブユニットの発現が減少していることも示された。このことは、RSH遺伝子がグルコース代謝と光合成に関わっているというこれまでにない新たな知見を示すものである。植物におけるRSH遺伝子の機能に関する報告はこれまでにほとんどなされておらず、本結果はRSH遺伝子の機能を解明する重要な足がかりとなると考えられる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

植物におけるRSH遺伝子の機能を解明することが本研究の目的であり、研究を行った結果、これまでに報告されていない知見を得ることができた。本研究結果は植物における緊縮応答研究の新たな道筋となりえる。

今後の研究の推進方策

植物における緊縮応答研究であるので、いずれは高等植物を用いた実験を行う必要がある。今回は、高等植物よりも進化的に原核生物に近いヒメツリガネゴケを用いた研究であり、本研究で得られた知見を高等植物に応用する必要がある。すなわちモデル高等植物であるイネやタバコを用いて、RSH遺伝子が葉緑体の機能に関わっているのかを明らかにし、葉緑体の機能改質を介したストレス耐性を有する植物の創成へとつなげたい。

報告書

(2件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Establishing a New Methodology for Genome Mining and Biosynthesis of Polyketides and Peptides through Yeast Molecular Genetics2012

    • 著者名/発表者名
      石内勘一郎、佐藤道大, 他9名
    • 雑誌名

      Chembiochem

      巻: 13 号: 6 ページ: 846-854

    • DOI

      10.1002/cbic.201100798

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Arabidopsis CYP94B3 encodes jasmonyl-L-isoleucine 12-hydroxylase, a key enzyme in the oxidative catabolism of jasmonate2011

    • 著者名/発表者名
      北岡直樹、佐藤道大, 他7名
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 52 ページ: 1757-1765

    • NAID

      10030304507

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cloning and characterization of an allene oxide cyclase, PpAOC3, in Physcomitrella patens2011

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Hashimoto
    • 雑誌名

      Plant Growth Regulation

      巻: (印刷中)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 糸状菌由来休眠型生合成遺伝子の活性化によるペプチド系天然物合成システムの構築2012

    • 著者名/発表者名
      佐藤道大
    • 学会等名
      日本薬学会第132年会(札幌)
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2012-03-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 糸状菌由来休眠型生合成遺伝子の活性化によるペプチド系天然物合成システムの構築2012

    • 著者名/発表者名
      佐藤道大
    • 学会等名
      日本農芸化学会2012年度大会
    • 発表場所
      京都女子大学
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ヒメツリガネゴケにおけるppGpp合成酵素遺伝子(PpRSH)の機能解析2011

    • 著者名/発表者名
      佐藤道大
    • 学会等名
      日本農芸化学会2011年度京都大会
    • 発表場所
      京都(中止)(要旨集発行)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ヒメツリガネゴケにおけるppGpp合成酵素遺伝子の機能解析2010

    • 著者名/発表者名
      佐藤道大
    • 学会等名
      日本農芸化学会東北支部第145回大会
    • 発表場所
      東北大学(仙台市)
    • 年月日
      2010-09-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Identification and characterization of ppGpp synthetase in physcomitrella patens.2010

    • 著者名/発表者名
      佐藤道大
    • 学会等名
      20th IPGSA Conference - International Plant Growth Substances Association
    • 発表場所
      Universitat Rovira I Virgili (Spain)
    • 年月日
      2010-06-30
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-12-03   更新日: 2024-03-26  

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