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植物の青色光受容体PHOTの光受容とその作用機作

研究課題

研究課題/領域番号 13139203
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関東京都立大学

研究代表者

和田 正三  東京都立大学, 理学研究科, 教授 (60011681)

研究分担者 島崎 研一郎  九州大学, 大学院・理学研究院, 教授 (00124347)
長谷 あきら  京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (40183082)
徳富 哲  大阪府立大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (90142009)
飯野 盛利  大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (50176054)
鐘ヶ江 健 (鐘ケ江 健)  東京都立大学, 理学研究科, 助手 (70264588)
菊池 一浩  自然科学研究機構, 基礎生物学研究所, 助手 (50332177)
清末 知宏  香川大学, 遺伝子実験施設, 助教授 (80241248)
研究期間 (年度) 2001 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
136,100千円 (直接経費: 136,100千円)
2005年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2004年度: 29,500千円 (直接経費: 29,500千円)
2003年度: 27,200千円 (直接経費: 27,200千円)
2002年度: 34,400千円 (直接経費: 34,400千円)
2001年度: 43,500千円 (直接経費: 43,500千円)
キーワードフォトトロピン / 青色光受容体 / 葉緑体光定位運動 / 気孔開口 / 光屈性 / 光受容初期過程 / クラミドモナス / LOVドメイン / phot2 / シロイヌナズナ / 葉緑体運動 / 光逃避運動 / 青色光反応 / EST / シダ前葉体 / 葉緑体 / シダ / 青色光 / 赤色光 / アクチン繊維 / 光定位運動 / フィトトロピン / フィトクロム / 光受容体 / アクチン / コチ / 光合成 / フィトクロム3 / カルシウムチャネル / ミオシン
研究概要

植物は青色光という狭い波長領域の光を巧みに利用して、光屈性、茎・葉の伸長制御、気孔の開口運動、葉緑体の光定位運動など多くの異なる生理作用を混乱無く制御している。青色光によって活性化されるタンパク質燐酸化酵素である青色光受容体フォトトロピン(phototropin、略称phot)は、N末端側に存在する2つのLOVドメインに結合するFMNが青色光を吸収し、末端側に位置するキナーゼドメインの活性化を通して生理現象を制御している。本領域研究の目的は、青色光反応の中でも特に光合成の効率化にとって重要な役割を果たしているフォトトロピンの作用機構を明らかにすることである。
我々は過去4年間当該特定領域研究を行い、フォトトロピンの仲介する諸現象の確定、フォトトロピンの作用機作や光受容初期過程の解明など、フォトトロピンに関する多くの新知見を明らかにした。その成果は特定領域開始以来今までにnature誌に4報、science誌に1報発表したのを始め、総計44編の原著論文と17編の総説として発表し、斯界に強い影響を与えた。我々特定領域研究グループの班員の努力により、フォトトロピンの研究は今や完全に日本を中心に進んでいる。平成16年度で本特定領域研究は終了したが、平成17年度はその成果の取りまとめ、および今後のフォトトロピンの研究を一層促進するために、海外のフォトトロピン究者の内、将来を最も嘱望されているイギリスのJohn Christie博士、アメリカのKevin Gardner博士を招待してシンポジウムを開催し、フォトトロピンの現状把握と将来の方向性について討論を行った。

報告書

(6件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2005 2004 2003 2002 2001 その他

すべて 雑誌論文 (14件) 図書 (2件) 文献書誌 (17件)

  • [雑誌論文] DNA interference : a simple and efficient gene-silencing system for high-throughput functional analysis in the fern Adiantum.2004

    • 著者名/発表者名
      Kawai-Toyooka, H., C.Kuramoto, K.Orui, K.Motoyama, K.Kikuchi, T.Kanegae, M.Wada
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol. 11

      ページ: 1648-1657

    • NAID

      10014020751

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Phototropins mediate blue and red light-induced chloroplast movements in Physcomitrella patens.2004

    • 著者名/発表者名
      Kasahara, M., T.Kagawa, Y.Sato, Kiyosue, M.Wada
    • 雑誌名

      Plant Physiology 113

      ページ: 1388-1397

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Chloroplast avoidance movement rate is fluence dependent.2004

    • 著者名/発表者名
      Kagawa, T., M.Wada
    • 雑誌名

      Photochemical & Photobiological Sciences 3

      ページ: 592-595

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Function analysis of Acphot2 using mutants deficient in blue light-induced chloroplast avoidance movement of the fern Adiantum capillus-veneris L.2004

    • 著者名/発表者名
      Kagawa, T., M.Kasahara, T.Abe, S.Yoshida, M.Wada
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiology 45

      ページ: 416-426

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Positive and negative tropic curvature induced by microbeam irradiation of protonemal tip cells of the moss Ceratodon purpureus.2004

    • 著者名/発表者名
      Lamparter, T., T.Kagawa, G.Brucker, M.Wada
    • 雑誌名

      Plant Biology 6

      ページ: 165-170

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] High pigment1 mutation negatively regulates phototropic signal transduction in tomato seedlings.2004

    • 著者名/発表者名
      Srinivas, A., RK.Behera, T.Kagawa, M.Wada, R.Sharma
    • 雑誌名

      Plant Physiology 134

      ページ: 790-800

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Responses of ferns to red light are mediated by an unconventional photoreceptor.2003

    • 著者名/発表者名
      Kawai, H., et al.
    • 雑誌名

      Nature 421

      ページ: 287-290

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] CHOLOROPLAST UNUSUAL POSITIONING1 is essential for proper chloro plast positioning.2003

    • 著者名/発表者名
      Oikawa, K., et al.
    • 雑誌名

      The Plant Cell 15

      ページ: 2805-2815

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] CHOLOROPLAST UNUSUAL POSITIONINGl is essential for proper chloroplast positioning.2003

    • 著者名/発表者名
      Oikawa, K., et al.
    • 雑誌名

      Plant Cell 15

      ページ: 2805-2815

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Chloroplast avoidance movement reduces photodamage in plants.2002

    • 著者名/発表者名
      Kasahara, M., et al.
    • 雑誌名

      Nature 420

      ページ: 829-832

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Modulation of an RNA-binding protein by abscisic-acid-activated protein kinase.2002

    • 著者名/発表者名
      Li, J., et al.
    • 雑誌名

      Nature 418

      ページ: 793-797

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Arabidopsis NPL1 : A phototropin homologue controlling the chloroplast high-light avoidance response.2001

    • 著者名/発表者名
      Kagawa, T., et al.
    • 雑誌名

      Science 291

      ページ: 2138-2141

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] phot1 and phot2 mediate blue light regulation of stomatal opening.2001

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita, T., et al.
    • 雑誌名

      Nature 414

      ページ: 656-660

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] photl and phot2 mediate blue light regulation of stomatal opening.2001

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita, T., et al.
    • 雑誌名

      Nature 414

      ページ: 656-660

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [図書] LIGHT SENSING IN PLANTS2005

    • 著者名/発表者名
      Wada, Shimazaki, Iino
    • 総ページ数
      370
    • 出版者
      Sprinter
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [図書] Light Sensing in Plants2005

    • 著者名/発表者名
      Wada, M.
    • 総ページ数
      370
    • 出版者
      Springer-Verlag, Tokyo
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] Kagawa T., Wada M.: "Chloroplast avoidance movement rate is fluence dependent."Photochemical & Photobiological Sciences. (in press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kagawa T., Kasahara M., Abe T., Koshida S., Wada M.: "Functional analysis of Acphot2 using mutant deficient in blue Light-induced chloroplast avoidance movement of the fern Adiantum capillus-venerisk."Plant Cell Physiology. (in press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Oikawa K, Kasahara M, Kiyosue T, Kagawa T, Suetsugu F, 他: "CHLOROPLAST UNUSUAL POSITIONING1 is essential for proper chloroplast positioning"Plant Cell. 15. 2805-2815 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Sato Y, Wada M, Kadota A.: "Accumulation response of chloroplasts induced by mechanical stimulation in bryophyte cells"Planta. 216. 772-777 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Iwata T, Nozaki D, Tokutomi S, Kagawa M, Wada M, Kandori H: "Light-induced structural changes in the LOV2 domain of adiantum phytochrome3 studied by low-temperature FTIR and UV-visible spectroscopy"Biochemistry. 42. 8183-8191 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Wada M, Kagawa T, Sato Y: "Chloroplast movement"Annu.Review of Plant Biology. 54. 455-468 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kasahara, Masahiro: "Chloroplast avoidance movement reduces photodamage in plants"Nature. 420. 829-832 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Kawai, Hiroko: "Responces of ferns to red light are mediated by an unconventional photoreceptor"Nature. 421. 287-290 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Stoelzle, S.: "Blue light activates calcium-permeable channels in Arabidopsis mesophyll cells via the phototropin signaling pathway"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 100. 1456-1461 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Kikuchi, Kazuhiro: "The plant MITE mping is mobilized in anther culture"Nature. 421. 167-170 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Sato Yoshikatsu: "Accumulation response of chloroplasts induced by mechanical stimulation in bryophyte cells"Planta. (in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Imaizumi, Takato: "Cryptochrone light signals control development to suppress auxin sensitivity in the moss Physcomitrella patens"Plant Cell. 14(in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Schulz, T.F.: "A role for LKP2 in circadian clock of Arabidopsis"Plant Cell. 13. 2659-2670 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Kinoshita, T.: "Phot1 and phot2 mediate blue light regulation of stomatal opening"Nature. 414. 656-660 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Sato, Y.: "External Ca^<2+> is essential for chloroplast movement induced by mechanical stimulation but not by light stimulation"Plant Physiology. 127. 497-504 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Sakai, T.: "Arabidopsis nphl and npll:Blue-light receptors that mediate both phototropism and chloplast relocation"Procedings of National Academy of Sciences,USA. 98. 6969-6974 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Briggs, W.R.: "The phototropin family of photoreceptors"Plant Cell. 13. 993-997 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2018-03-28  

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