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クロロフィル蛍光を用いたシアノバクテリアの代謝系相互作用の定量的解析

研究課題

研究課題/領域番号 14J07221
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 植物分子・生理科学
研究機関早稲田大学

研究代表者

小川 敬子  早稲田大学, 教育・総合科学学術院, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2016年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2015年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2014年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードシアノバクテリア / クロロフィル蛍光 / 光合成 / 呼吸
研究実績の概要

光合成色素のクロロフィルが放出する蛍光は、光合成の状態を反映する。一方で、原核光合成生物のシアノバクテリアにおいては、全代謝経路はオルガネラに局在せず一つの細胞内に混在し相互に作用し得る状態にあるため、クロロフィル蛍光には光合成を通して他の代謝系の状態も反映される。本研究では前(平成27)年度に、シアノバクテリアSynechocystis sp. PCC 6803において、代謝系に直接的に関与する遺伝子のみならずタンパク質翻訳に関与する酵素をコードする遺伝子の破壊もクロロフィル蛍光挙動に反映されることを明らかにしている。これはタンパク質翻訳関連遺伝子の破壊株において光合成電子伝達鎖で光化学系Ⅰより下流が野生株よりも酸化的になっているためであることを、本(平成28)年度明らかにした。さらに、アミノ酸代謝に関わる複数の遺伝子の破壊株において、クロロフィル蛍光挙動がタンパク質翻訳関連遺伝子破壊株と同じ傾向を示すことを見出した。これらの結果から、タンパク質翻訳関連遺伝子の破壊により増加すると予想されるアミノ酸含有量がクロロフィル蛍光挙動に影響を与えていることが示唆される。これらの成果を、国内学会では第7回日本光合成学会年会、日本植物学会第80回大会、第58回日本植物生理学会年会において、国際会議ではFinnish-Japanese symposium 2016において報告した。また、本研究課題を通してこれまで明らかにしてきた代謝系間の相互作用やクロロフィル以外の色素の影響により生じる問題も内容に含めてクロロフィル蛍光測定手法について総説論文にまとめ、Photosynthesis Research誌に発表した。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Estimation of photosynthesis in cyanobacteria by pulse amplitude modulation chlorophyll fluorescence: problems and solutions2017

    • 著者名/発表者名
      Ogawa, T., Misumi, M. and Sonoike, K.
    • 雑誌名

      Photosynthesis Research

      巻: 印刷中 号: 1-3 ページ: 63-73

    • DOI

      10.1007/s11120-017-0367-x

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effects of bleaching by nitrogen deficiency on the quantum yield of photosystem II in Synechocystis sp. PCC 6803 revealed by chlorophyll fluorescence measurements2016

    • 著者名/発表者名
      Ogawa, T. and Sonoike, K.
    • 雑誌名

      Plant & Cell Physiology

      巻: 57 号: 3 ページ: 558-567

    • DOI

      10.1093/pcp/pcw010

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Analysis of spontaneous suppressor mutants from the photomixotrophically-grown pmgA-disrupted mutant in the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 68032015

    • 著者名/発表者名
      Nishijima, Y., Kanesaki, Y., Yoshikawa, H., Ogawa, T., Sonoike, K., Nishiyama, Y. and Hihara, Y.
    • 雑誌名

      Photosynth. Res.

      巻: - 号: 2-3 ページ: 465-475

    • DOI

      10.1007/s11120-015-0143-8

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dissection of respiration and photosynthesis in the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803 by the analysis of chlorophyll fluorescence2015

    • 著者名/発表者名
      Ogawa, T. and Sonoike, K.
    • 雑誌名

      Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology

      巻: 144 ページ: 61-67

    • DOI

      10.1016/j.jphotobiol.2015.02.005

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] シアノバクテリアSynechocystis sp. PCC 6803における代謝系間相互作用を利用したクロロフィル蛍光測定による遺伝子機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      小川敬子、鈴木健太、園池公毅
    • 学会等名
      第58回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      2017-03-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] シアノバクテリアにおける翻訳関連遺伝子の破壊の影響は光化学系Ⅰ還元側を通してクロロフィル蛍光に反映される2016

    • 著者名/発表者名
      小川敬子、鈴木健太、園池公毅
    • 学会等名
      日本植物学会第80回大会
    • 発表場所
      沖縄
    • 年月日
      2016-09-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Respiration affects photosynthesis through the reducing side of photosystem I in cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 68032016

    • 著者名/発表者名
      Ogawa, T., Suzuki, K. and Sonoike, K.
    • 学会等名
      Finnish-Japanese symposium 2016
    • 発表場所
      Saariselka, Finland
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シアノバクテリアにおけるタンパク質翻訳の阻害は呼吸活性を上昇させる2016

    • 著者名/発表者名
      小川敬子、鈴木健太、園池公毅
    • 学会等名
      第7回日本光合成学会年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-05-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] シアノバクテリアSynechocystis sp. PCC 6803における翻訳関連遺伝子の破壊がクロロフィル蛍光に与える影響2016

    • 著者名/発表者名
      小川敬子、鈴木健太、園池公毅
    • 学会等名
      第57回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岩手大学(岩手県・盛岡市)
    • 年月日
      2016-03-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] フィコビリン量によらずシアノバクテリアの光化学系Ⅱ量子収率をクロロフィル蛍光により見積もる方法2015

    • 著者名/発表者名
      小川敬子、園池公毅
    • 学会等名
      藍藻の分子生物学2015
    • 発表場所
      かずさアカデミアホール(千葉県・木更津市)
    • 年月日
      2015-11-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Problems and its exploitation of chlorophyll fluorescence measurement in cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 68032015

    • 著者名/発表者名
      Ogawa, T. and Sonoike, K.
    • 学会等名
      15th International Symposium on Phototrophic Prokaryotes
    • 発表場所
      チュービンゲン(ドイツ)
    • 年月日
      2015-08-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 窒素欠乏条件下におけるシアノバクテリアの光合成量子収率の新しい評価法による解析2015

    • 著者名/発表者名
      小川敬子、園池公毅
    • 学会等名
      第6回日本光合成学会年会
    • 発表場所
      岡山国際交流センター(岡山県・岡山市)
    • 年月日
      2015-05-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] クロロフィル蛍光測定から見えるシアノバクテリアの代謝系間相互作用2015

    • 著者名/発表者名
      小川敬子、鈴木健太、園池公毅
    • 学会等名
      第56回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      東京農業大学(東京都・世田谷区)
    • 年月日
      2015-03-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] シアノバクテリアのNPQの光強度依存性を決める要因の解析2014

    • 著者名/発表者名
      小川敬子、園池公毅
    • 学会等名
      第5回日本光合成学会年会
    • 発表場所
      近畿大学(奈良県・奈良市)
    • 年月日
      2014-05-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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