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細胞内コミュニケーションによる葉緑体遺伝子発現のダイナミズム

研究課題

研究課題/領域番号 14340252
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, 遺伝子実験施設, 教授 (70154474)

研究分担者 杉山 康雄  名古屋大学, 遺伝子実験施設, 助教授 (70154507)
青木 摂之 (青木 説之)  名古屋大学, 情報科学研究科, 講師 (30283469)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
16,400千円 (直接経費: 16,400千円)
2004年度: 4,100千円 (直接経費: 4,100千円)
2003年度: 4,900千円 (直接経費: 4,900千円)
2002年度: 7,400千円 (直接経費: 7,400千円)
キーワード葉緑体 / ヒメツリガネゴケ / 葉緑体形質転換 / 痕跡遺伝子 / アルギニンtRNA遺伝子 / 葉緑体RNAポリメラーゼ / 葉緑体シグマ因子 / PPR蛋白質 / RNA編集 / タバコ / DNAチップ / 概日リズム / Lhcb遺伝子 / ミトコンドリア / 翻訳開始コドン / シグマ因子 / ファージ型RNAポリメラーゼ
研究概要

本研究は、植物細胞内のオルガネラと核のゲノム間コミュニケーションによる遺伝子発現の制御ネットワークを解明することを目的とする。本年度、得られた主な成果は以下の通りである。
(1)本研究では主にヒメツリガネゴケを用いたが、研究目的を達成する前提として、ヒメツリガネゴケの葉緑体DNAチップを作製した。
(2)コケ植物は苔類、ツノゴケ類、蘚類の3つに大別されるが、ヒメツリガネゴケ(蘚類の一種)の葉緑体ゲノム構造決定によって、コケ植物の単系統説を支持する強力な分子系統学データを得た。
(3)ヒメツリガネゴケを用いて、コケ植物では初めて葉緑体形質転換系を開発した。さらに、この系を使ってコケ葉緑体ゲノムに存在するアルギニンtRNA遺伝子のひとつが「痕跡遺伝子」であることを実証した。また、新規の葉緑体形質転換ベクターを韓国のShin教授と共同開発した。
(4)葉緑体RNAポリメラーゼPEPのαサブユニットをコードするPpRpoA遺伝子(ヒメツリガネゴケでは葉緑体ゲノムでなく、核ゲノムに存在する)を破壊したヒメツリガネゴケ変異株を取得した。PpRpoA破壊株を用いて、ヒメツリガネゴケ葉緑体にNEPが存在すること、及びNEPとPEPがほぼ全ての葉緑体遺伝子の転写に働いていることを明らかにした。
(5)ヒメツリガネゴケの葉緑体シグマ因子遺伝子PpSigの概日リズム発現を明らかにした。さらに、PpSig2とPpSig5それぞれの破壊株を取得した。これら破壊株を用いて葉緑体シグマ因子の機能分担を明らかにするための詳細な解析を現在行っている。
(6)ヒメツリガネゴケには70〜100個のPPR蛋白質遺伝子が存在し、このうち葉緑体局在PPR蛋白質は20個程度存在することを明らかにした。このうち、PPR蛋白質遺伝子の発現が光制御を受けるもの、及び葉緑体ヌクレオイドに局在する新規のPPR蛋白質を発見した。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2004 2002 その他

すべて 雑誌論文 (13件) 産業財産権 (1件) 文献書誌 (14件)

  • [雑誌論文] Plastid transformation reveals that moss tRNA^<Arg>-CCG is not essential for plastid function.2004

    • 著者名/発表者名
      Sugiura, C., Sugita, M.
    • 雑誌名

      The Plant Journal 40

      ページ: 314-321

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Chloroplast phylogeny indicates that bryophytes are monophyletic.2004

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama, T., Wolf, P.G., Kugita, M., Sinclair, R.B., Sugita, M., et al.
    • 雑誌名

      Molecular Biology and Evolution 21

      ページ: 1813-1819

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Differential expression on a daily basis of plastid sigma factor (PpSig) genes from the moss Physcomitrella patens2004

    • 著者名/発表者名
      Ichikawa, K., Sugita, M., Imaizumi, T., Wada, M., Aoki, S.
    • 雑誌名

      Plant Physiology 136

      ページ: 4285-4298

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Identification and characterization of cDNAs encoding pentatricopeptide repeat proteins in the basal land plant, the moss Physcomitrella patens.2004

    • 著者名/発表者名
      Hattori, M., Hasebe, M., Sugita, M.
    • 雑誌名

      Gene 343

      ページ: 305-311

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Molecular evidence of an rpoA gene in the basal moss chloroplast genomes : rpoA is a useful molecular marker for phylogenetic analysis of mosses.2004

    • 著者名/発表者名
      Sugita, M., Sugiura, C, Arikawa, T., Higuchi, M.
    • 雑誌名

      Hikobia 14

      ページ: 171-175

    • NAID

      40006569693

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Chloroplast RNA-binding and pentatricopeptide repeat proteins.2004

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, T., Schuster, G., Sugiura, M., Sugita, M.
    • 雑誌名

      Biochemical Society Transaction 32

      ページ: 571-574

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Plastid transformation reveals that moss tRNA^<Arg>-CCG is not essential for plastid function.2004

    • 著者名/発表者名
      Sugiura, C., Sugita.M.
    • 雑誌名

      The Plant J. 40

      ページ: 314-321

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Chloroplast phylogeny indicates that bryophytes are monophyletic.2004

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama, T., Wolf, P.G., Kugita, M., Sinclair, R.B., Sugita, M., Sugiura, C., Wakasugi, T., Yamada, K., Yoshinaga, K., Yamaguchi, K., Ueda, K., Hasebe, M.
    • 雑誌名

      Mol.Biol.Evol. 21

      ページ: 1813-1819

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Differential expression on a daily basis of plastid sigma factor (PpSig) genes from the moss Physcomitrella patens : Regulatory interactions among PpSigs, the circadian clock and blue light signaling mediated by cryptochromes.2004

    • 著者名/発表者名
      Ichikawa, K., Sugita, M., Imaizumi, T., Wada, M., Aoki, S.
    • 雑誌名

      Plant Physiol. 136

      ページ: 4285-4298

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Identification and characterization of cDNAs encoding pentatrico-peptide repeat proteins in the basal land plant, the moss Physcomitrella patens.2004

    • 著者名/発表者名
      Hattori, M., Hasebe, M., Sugita, M.
    • 雑誌名

      Gene 343

      ページ: 305-311

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Chloroplast RNA-binding and pentatricopeptide repeat proteins.2004

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, T., Schuster, G., Sugiura, M., Sugita, M.
    • 雑誌名

      Biochem.Soc.Trans. 32

      ページ: 571-574

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Chloroplast phylogeny indicates that bryophytes are monophyletic.2004

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama, T., Wolf, P.G., Kugita, M., Sinclair, R.B., Sugita, M., et al.
    • 雑誌名

      Molecul Biology and Evolution 21

      ページ: 1813-1819

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Differential expression on a daily basis of plastid sigma factor (PpSig) genes from the moss Physcomitrella patens2004

    • 著者名/発表者名
      Ichikawa, K., Sugita, M., Imaizumi, T., Wada, M., Aoki.S.
    • 雑誌名

      Plant Physiology 136

      ページ: 4285-4298

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [産業財産権] Transformation vectors targeting to the plastid of the moss Physcomitrella patens.2002

    • 発明者名
      J.S.Shin, M.Suguta, S.H.Cho
    • 権利者名
      J.S.Shin, M.Suguta, S.H.Cho
    • 出願年月日
      2002-04-12
    • 取得年月日
      2004-11-12
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Miyata, Y., Sugita, M.: "Tissue-and stage-specific RNA editing of rps14 transcripts in moss (Physcomitrella patens) chloroplasts"J.Plant physiol.. 161. 113-115 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Sugiura, C., Kobayashi, Y., Aoki, T., Sugita, C., Sugita, M.: "Complete choloroplast DNA sequence of the moss Physcomitrella patens reveals loss of rpoA from the chloroplast genome : evidence for the loss and relocation of rpoA from the chloroplast to the nucleus"Nucleic Acids Res. 31. 5324-5331 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Nakamura, T., Furuhashi, Y., Hasegawa, K., Hashimoto, H., Obokata, J., Sugita, M., Sugiua, M.: "Array-based analysis on tobacco plastid transcripts : preparation of a genomic microarray containing all genes and intergenic regions"Plant Cell Physiol. 44. 861-867 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Atanassova, A., Sugita, M., Suigiura, M., Pajpanova, T., Ivanov, I.: "Molecular cloning, expression and characterization of three distinctive genes encoding methionine aminopeptidases in cyanobacterium Synechocystis sp. strain PCC 6803"Arch.Microbiol.. 180. 185-193 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Aoki, S., Kato, S., Ichikawa, K., Shimizu, M.: "Circadian expression of the PpLhcb2 gene encoding a major light-harvesting chlorophyll a/b-binding protein in the moss Physcomitrella patens"Plant Cell Physiol.. 45. 68-76 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 中村崇裕, 杉田 護: "葉緑体RNAの機能調節に働く蛋白質"蛋白質 核酸 酵素. 48. 2168-2175 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Yamaguchi, K., Mayfield, S.P., Sugita, M.: "Photosystem II : The water/plastoquinone oxido-reductase in photosynthesis (T.Wydrynski and K.Satoh, Eds.)"Kluwer Publications(in press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Sugiura, C., Kobayashi, Y., Aoki, T., Sugita, C., Sugita, M.: "Complete chloroplast DNA sequence of the moss Physcomitrella patens reveals loss of rpoA from the chloroplast genome"Nucleic Acids Res.. (in press.). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Miyata, Y., Sugiura, C., Kobayashi, Y., Hagiwara, M., Sugita, M.: "Chloroplast ribosomal S14 protein transcript is edited to create a translation initiation codon in the moss Physcomitrella patens"Biochim. Biophys. Acta. 1576. 346-349 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Kobayashi, Y., Dokiya, Y., Kumazawa, Y., Sugita, M.: "Non-AUG translation initiation of mRNA encoding plastid-targeted phage-type RNA polymerase in Nicotiana sylvestris"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 299. 57-61 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Hasegawa, K., Yukawa, Y., Sugita, M., Sugiura, M.: "Organization and transcription of the gene family encoding chlorophyll a/b-binding proteins in Nicotiana sylvestris"Gene. 289. 161-168 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Aoki, S., Kondo, T., Ishiura, M.: "A promoter-trap vector for clock-controlled genes in the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803"J. Microbiol. Methods. 49. 265-274 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Tanaka, M., Ogawa, N., Ihara, K., Sugiyama, S., Mukohata, Y.: "Cytochrome aa3 and its gene duplication in Haloferax volcanii"J. Bacteriol.. 184. 840-845 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Yamaguchi, K., Mayfield, S.P., Sugita, M.: "Transcriptional and translational regulation in biosynthesis and repair. In : Photosystem II : The water/plastoquinone oxido-reductase in photosynthesis"Kluwer Publications (in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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