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植物のレドックス制御による遺伝子発現の解明と分子育種への応用

研究課題

研究課題/領域番号 15380078
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 応用生物化学
研究機関近畿大学

研究代表者

重岡 成  近畿大学, 農学部, 教授 (80140341)

研究期間 (年度) 2003 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
13,800千円 (直接経費: 13,800千円)
2005年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2004年度: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円)
2003年度: 5,900千円 (直接経費: 5,900千円)
キーワードアスコルビン酸ペルオシダーゼ / レドックス制御 / 活性酸素種 / 光・酸化的ストレス / アスコルビン酸ペルオキシダー / アスコルビン酸ペルオキシダーゼ / 選択的スプライシング / 細胞内レドックス制御 / SRタンパク質 / 過酸化水素 / 環境ストレス / 遺伝子発現制御 / 転写後調節 / アスコルビン酸ペルキオシダーゼ
研究概要

本研究はレドックス制御による遺伝子発現調節の分子機構の解明を目的として、以下の3項目について研究を行った。
1.APXアイソザイムの遺伝子発現制御機構と細胞内レドックスの関連性の解析
細胞質型APX(cAPX)の発現調節機構について解析を行った。その結果、ストレス初期のcAPXの誘導はプラストキノンプールのレドックス状態が、続くストレスにより上昇した細胞内H_2O_2レベルによって更にcAPXが誘導を受けていることが明らかとなった(Yabuta et a1.,2004)。また、植物の葉における老化と抗酸化物質/酵素との関係について解析を行った。その結果、若い葉に比べ老化葉ではス酸化ストレスに対し感受性が高く、抗酸化物質/酵素レベルが低いことが明らかとなった。また、ストレス条件下ではアスコルビン酸レベルと葉緑体型APX活性が著しく低下していたことから、これらが光・酸化的ストレスの初期ターゲットであることが明らかとなった(Ohe et a1.,2005)。
2.レドックス制御による発現遺伝子の系統解析
cAPXを抑制したタバコBY-2細胞(cAPX-S2および-S3)を作製した。cAPX-S2および-S3のレドックス状態を評価した結果、野生株に比べ酸化状態にシフトしていた。レドックス状態の変化に応じて誘導されている遺伝子群の同定を目的に、サブトラクション法により、野生株と比べてcAPX-S3で誘導されている遺伝子の単離を行った。その結果、様々なストレス防御に関与する遣伝子がcAPX-S3で誘導されていた(lshikawa et al.,2005)。
3.レドックス制御因子を導入した形質転換植物の分子育種
現在、上記で得られたシグナル伝達に関与する遺伝子群をそれぞれ過剰発現させた形質転換シロイヌナズナの作出を行っており、今後マイクロアレイにより、誘導を受けている遺伝子の同定を試みる。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (20件) 図書 (1件) 文献書誌 (11件)

  • [雑誌論文] Acclimation to diverse environmental stresses caused by a suppression of cytosolic ascorbate peroxidase in tobacco BY-2 cells.2005

    • 著者名/発表者名
      石川 孝博
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology 46・8

      ページ: 1261-1271

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Comprehensive analysis of cytosolic nudix hydrolases in Arabidopsis thaliana.2005

    • 著者名/発表者名
      小川 貴央
    • 雑誌名

      The Journal of Biological Chemistry 280・26

      ページ: 25277-25283

    • 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] Decline in leaf photooxidative-stress tolerance with age in tobacco.2005

    • 著者名/発表者名
      大江 美恵子
    • 雑誌名

      Plant Science 168・6

      ページ: 1487-1493

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Acclimation to diverse environmental stresses by a suppression of cytosolic ascorbate peroxidase in tobacco BY-2 cells.2005

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

      Plant and Cell Physiology 46

      ページ: 1261-1271

    • 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] Comprehensive analysis of cytosolic mudix hydrolases in Arabidopsis thaliana.2005

    • 著者名/発表者名
      Takahisa Ogawa
    • 雑誌名

      The Journal of Biological Chemistry 280

      ページ: 25277-25283

    • 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] Decline in leaf photo oxidative-stress tolerance with age in tobacco.2005

    • 著者名/発表者名
      Mieko Ohe
    • 雑誌名

      Plant Science 168

      ページ: 1487-1493

    • 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] Comprehensive analysis of cytosolic nudix hydrolases in Arabidopsis thaliana.2005

    • 著者名/発表者名
      小川 貴久
    • 雑誌名

      The Journal of Biological Chemistry 280・26

      ページ: 25277-25283

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Two distinct rebox signaling pathways for cytosolic APX induction under photoozidative stress.2004

    • 著者名/発表者名
      薮田 行哲
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiologhy 45・11

      ページ: 1586-1594

    • 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] Feedback inhibition of spinach L-galactosedehydrogenase by L-ascorbate.2004

    • 著者名/発表者名
      三枝 尚洋
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiologhy 45・9

      ページ: 1271-1279

    • 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] Two distinct redox signaling pathway for cytosolic ascorbate peroxidase under photooxidative stress.2004

    • 著者名/発表者名
      Yukinori Yabuta
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology 45,11

      ページ: 1586-1594

    • 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] Feedback inhibition of spinach L-galactose dehydrogenase by L-ascorbate.2004

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

      Plant and Cell Physiology 45,9

      ページ: 1271-1279

    • 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] Two distinct redox signaling pathways for cytosolic APX induction under phoooxidative stress.2004

    • 著者名/発表者名
      Yabuta Y. et al.
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol. 45

      ページ: 1586-1594

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Induction and functional analysis of two NADPH-dependent glutathione peroxidase-like proteins in Synechocystis PCC 6803 during the progression of oxidative stress.2004

    • 著者名/発表者名
      Gaber A. et al.
    • 雑誌名

      Plant Physiol. 136

      ページ: 2855-2861

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Feedback inhibition of spinach L-galactose dehydrogenase by L-ascorbate2004

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

      Plant Cell Physiol. 45

      ページ: 1271-1279

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Enhancement of stress tolerance in transgenic tobacco plants overexpressing Chlamydomonas glutathione peroxidase in chloroplasts or cytosol2004

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

      Plant J. 37

      ページ: 12-33

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] ユーグレナ酸化ストレス防御の環境適応機構2004

    • 著者名/発表者名
      石川孝博, 重岡 成
    • 雑誌名

      遺伝 58

      ページ: 49-55

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] The Calvin cycle in cyanobacteria is regulated by CP-12 via the NAD(H)/NADP(H) ratio under light/dark conditions.

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

      Plant J. (in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Decline in leaf photooxidative-stress tolerance with age in tobacco.

    • 著者名/発表者名
      Ohe, M.at al.
    • 雑誌名

      Plan Sci. (in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Immunogical property of sedoheptulose-1, 7-bisphosphatase from Chlamydomonas sp.W80.

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

      Biosci.Biotechnol.Biochem. (in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] アスコルビン酸による光・酸素毒防御系の分子機構の解明

    • 著者名/発表者名
      重岡 成
    • 雑誌名

      ビタミン (in press)

    • NAID

      110002880723

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] Engineering of photosynthetic pathways. In Advances in Plant Biochemistry and Molecular Biology, Vol.1. Biongineering and Molecular Biology of Plant Pathways(Ed. By H.J.Bohnert and H.T.Nguyen. )

    • 著者名/発表者名
      Yokota, A., Shigeoka, S.
    • 出版者
      Elsevier, Oxford(in press)
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshimura, K., et al.: "Enhancement of stress tolerance in transgenic tobacco plants overexpressing Chlamydomonas glutathione peroxidase in chloroplasts or cytosol"The Plant Journal. 37. 12-33 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Mohamed, El-A., et al.: "Overexpression of bacterial catalase in tomato plants chloroplasts enhances photooxidative stress tolerance"Plant Cell and Environment. 26. 2037-2046 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Ishikawa, T., et al.: "Effect of iron on the expression of ascorbate peroxidase in Euglena gracilis"Plant Science. 165. 1363-1367 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Wada, K., et al.: "Crystal structure of chloroplastic ascorbate peroxidase from tobacco plants and structural insights for its instability"Journal of Biochemistry. 134. 239-244 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Madhusudhan, R., et al.: "Post-transcriptional regulation of ascorbate peroxidase during light adaptation of Euglena gracilis Z"Plant Science. 165. 233-238 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kobayashi, D., et al.: "Molecular characterization and redox regulation of phosphoribulokinase from the cyanobacterium Synechococcus PCC7942"Plant and Cell physiology. 44. 269-276 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Madhusudhan, R., et al.: "Characterization of an ascorbate peroxidese in plastids of tobacco BY-2 cells"Physiologia Plantarum. 117. 550-557 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Takeda, T., et al.: "Molecular characterization of glutathione peroxidase-like protein in halotolerant Chlamydomonas sp.W80"Physiologia Plantarum. 117. 467-475 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Mizohata, E., et al.: "Chemical modification of arginine alleviates the decline in activity during catalysis of spinach Rubisco"Physiologia Plantarum. 301. 591-597 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 石川孝博ら: "レドックスと代謝エンジニアリング"蛋白質 核酸 酵素. 48. 2145-2153 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 重岡 成ら: "植物はなぜビタミンCを多く含むのか?-光・酸素毒防御系への関与-"ビタミン. 77. 363-375 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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