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新型非光化学消光(NPQ)変異体の解析による新規光合成制御モデルの構築と検証

研究課題

研究課題/領域番号 14J12093
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
研究機関東京工業大学

研究代表者

佐藤 諒一  東京工業大学, 生命理工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード光合成 / NPQ / qE / プロトン濃度勾配 / シロイヌナズナ / 非光化学消光 / 強光順化
研究実績の概要

本研究は今までに報告例のない新型の非光化学消光(NPQ)変異体を用いた解析を通じて新規光合成制御モデルの構築と検証を行うことが目的である。前年度の研究から、本変異体の原因遺伝子であるLight Acclimation Protein 1(以下LAP1)はNPQの中でもチラコイド膜内外のプロトン濃度差によって制御される熱放散(qE)に関与する事が明らかになっている。しかし、LAP1タンパク質がどのようにqEに関与しているかは不明であった。
そこで本年度はLAP1の生理的機能を明らかにする目的でLAP1タンパク質に関するいくつかの生理学的、生化学的な実験を行った。また、LAP1タンパク質の具体的な分子機能について考察する目的で、高等植物における光合成器官である葉緑体の祖先とされているシアノバクテリアを用いて、シアノバクテリアにおけるLAP1ホモログを欠損した変異体を作成し、その影響を調べた。その結果、LAP1タンパク質は葉緑体形作っている膜である葉緑体包膜と光合成を行う場である葉緑体チラコイド膜の双方に局在し、プロトン輸送に関与する事で、葉緑体全体のpHとそれに付随するNPQ誘導を制御する、新規NPQ制御因子である可能性が示唆された。
このような制御因子の存在に関する報告は前例が無い。そのため、LAP1の関与する光合成制御機構は本研究分野の今後に大きなインパクトを与える事が予想される。また、ここまでの研究成果をまとめ、科学雑誌への論文投稿を進めている。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2016 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Prediction of respective contribution of linear electron flow and PGR5-dependent cyclic electron flow to non-photochemical quenching induction.2014

    • 著者名/発表者名
      Ryoichi Sato, Hiroyuki Ohta, and Shinji Masuda
    • 雑誌名

      Plant Physiology and Biochemistry

      巻: 81 ページ: 190-196

    • DOI

      10.1016/j.plaphy.2014.03.017

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Klebsormidium flaccidum genome reveals primary factors for plant terrestrial adaptation.2014

    • 著者名/発表者名
      Hori, Koichi, et al.
    • 雑誌名

      Nature communications

      巻: 5 号: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1038/ncomms4978

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cyanobacterial monogalactosyldiacylglycerol-synthesis pathway is involved in normal unsaturation of galactolipids and low-temperature adaptation of Synechocystis sp. PCC 68032014

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Yuzawa, et al.
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Molecular and Cell Biology of Lipids

      巻: 1841.4 号: 4 ページ: 475-483

    • DOI

      10.1016/j.bbalip.2013.12.007

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Characterization of LAP1 involved in high-light acclimation2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤 諒一、高市 真一、太田 啓之、増田 真二
    • 学会等名
      第57回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岩手大学上田キャンパス
    • 年月日
      2016-03-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] コンピュータシミュレーションによる光合成循環的電子伝達の非光化学消光(NPQ)の誘導における役割と寄与率の推定2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤 諒一、太田 啓之、増田 真二
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会
    • 発表場所
      北海道 札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 非光化学消光(NPQ)の誘導における PGR5 依存の循環的電子伝達の役割と寄与率2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤 諒一、太田 啓之、増田 真二
    • 学会等名
      第5回日本光合成学会公開シンポジウム
    • 発表場所
      近畿大学 農学部 奈良キャンパス(奈良県奈良市)
    • 年月日
      2014-05-30 – 2014-05-31
    • 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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