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厳密な母性遺伝を保証するメス由来のオルガネラDNA保護機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K14733
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分44030:植物分子および生理科学関連
研究機関京都大学

研究代表者

田草川 真理  京都大学, 理学研究科, 特定研究員 (90711599)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード葉緑体 / クラミドモナス / 核様体 / cpDNA / 母性遺伝
研究成果の概要

単細胞の緑藻・クラミドモナスの葉緑体では、メス由来の葉緑体DNAが適切に遺伝するメカニズムとして、オスの葉緑体DNAを選択的に分解していることが知られています。この現象の原因として、DNAは葉緑体の内部で核様体と呼ばれる構造を形成していることに着目して、メスの葉緑体核様体内ではタンパク質によってDNA分解から保護されている可能性を仮定しました。この観点から葉緑体核様体構成タンパク質群を同定して、そのタンパク質遺伝子の変異体の中から母性遺伝が撹乱されるものを探し、その候補タンパク質の機能を調べることで、「分解・保護するオルガネラDNAの選択」がどのように行われているかに迫ろうとしました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、葉緑体核様体構造の一端が明らかになりました。葉緑体核様体の構造は葉緑体DNAの複製、遺伝子発現、遺伝など様々な機能に影響すると考えられるため、今後、葉緑体機能の新たな制御システムの構築につながる可能性があります。またミトコンドリア核様体の主要タンパク質との構造的類似性をもつタンパク質が見つかっていることから、葉緑体機能だけでなくミトコンドリア機能の理解も深まるものと考えられます。将来的には、ヒトのミトコンドリア機能不全による病気の治療への光明となることを期待しています。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] HBD1 protein with a tandem repeat of two HMG-box domains is a DNA clip to organize chloroplast nucleoids in <i>Chlamydomonas reinhardtii</i>2021

    • 著者名/発表者名
      Takusagawa Mari、Kobayashi Yusuke、Fukao Yoichiro、Hidaka Kumi、Endo Masayuki、Sugiyama Hiroshi、Hamaji Takashi、Kato Yoshinobu、Miyakawa Isamu、Misumi Osami、Shikanai Toshiharu、Nishimura Yoshiki
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 118 号: 20 ページ: 463-475

    • DOI

      10.1073/pnas.2021053118

    • NAID

      120007035840

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 色素体核様体の構造と分裂機構2021

    • 著者名/発表者名
      西村芳樹、田草川真理
    • 雑誌名

      植物科学の最前線

      巻: 12 号: A ページ: 3-12

    • DOI

      10.24480/bsj-review.12a2.00195

    • ISSN
      2432-9819
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] SQUAMOSA promoter-binding protein-like 7 mediates copper deficiency response in the presence of high nitrogen in Arabidopsis thaliana2019

    • 著者名/発表者名
      Melanie Mermod, Mari Takusagawa, Teruyuki Kurata, Takehiro Kamiya, Toru Fujiwara, Toshiharu Shikanai.
    • 雑誌名

      Plant Cell Reports

      巻: 38 号: 7 ページ: 835-846

    • DOI

      10.1007/s00299-019-02422-0

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Morphology, reproduction and taxonomy of Volvox dissipatrix (Chlorophyceae) from Thailand, with a description of Volvox zeikusii sp. nov.2019

    • 著者名/発表者名
      Nozaki Hisayoshi、Takusagawa Mari、Matsuzaki Ryo、Misumi Osami、Mahakham Wuttipong、Kawachi Masanobu
    • 雑誌名

      Phycologia

      巻: 58 号: 2 ページ: 192-199

    • DOI

      10.1080/00318884.2018.1540238

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Morphology, taxonomy and mating-type loci in natural populations of Volvox carteri in Taiwan2018

    • 著者名/発表者名
      Nozaki, H., Ueki, N., Takusagawa, M., Yamashita, S. Misumi, O., Matsuzaki, R., Kawachi, M., Chiang, Y.-R. and Wu, J.-T.
    • 雑誌名

      Botanical Studies

      巻: 59 号: 1 ページ: 10-10

    • DOI

      10.1186/s40529-018-0227-9

    • NAID

      120006532083

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] CreHBD1タンパク質は、クラミドモナスの葉緑体核様体を組織化するDNAクリップとして機能する2022

    • 著者名/発表者名
      田草川真理, 浜地貴志, 深尾陽一郎,日高久美, 小林優介,遠藤政幸, 杉山弘, 鹿内利治, 西村芳樹
    • 学会等名
      第63回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 葉緑体核様体の相転移による均等分配機構2022

    • 著者名/発表者名
      西村芳樹,浜地貴志,小林優介,田草川真理,鹿内利治
    • 学会等名
      第63回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 葉緑体 DNA ligase は DNA Supercoil の制御をとおして葉緑体核様体の形態を司る2021

    • 著者名/発表者名
      西村芳樹,浜地貴志,小林優介,田草川真理,鹿内利治
    • 学会等名
      日本植物学会第85回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 葉緑体DNA ligaseはDNA Supercoilの制御をとおして葉緑体核様体の形態を司る2021

    • 著者名/発表者名
      西村芳樹,浜地貴志,小林優介,田草川真理,鹿内利治
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナの葉緑体局在性ダイナミン様タンパク質の生理的機能の解析2021

    • 著者名/発表者名
      小川由,田草川真理,岩野惠,Peng Lian-wei,明賀史純,鹿内利治
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 硫黄トランスフェラーゼSTR4aの適切なバランスでの発現は葉緑体機能に必須である2021

    • 著者名/発表者名
      石橋幸大,土居直仁,田草川真理,鹿内利治
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] HMGタンパク質がクラミドモナスの葉緑体DNA凝集をコントロールする2020

    • 著者名/発表者名
      田草川真理,浜地貴志,深尾陽一郎,日高久美,小林優介,遠藤政幸,杉山弘,鹿内利治,西村芳樹
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 葉緑体局在性ダイナミン様タンパク質 FZL の光合成電子伝達制御における働き2020

    • 著者名/発表者名
      小川 由,田草川 真理,岩野 惠,Lianwei Peng,明賀 史純,鹿内 利治
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] シトクロムb6f複合体の蓄積に必要な新奇遺伝子の解析2020

    • 著者名/発表者名
      大槻 夏夕,田草川 真理,浜地 貴志,明賀 史純,得津 隆太郎,皆川 純,鹿内 利治
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] TROL に相同性を示すシロイヌナズナ STR4a の遺伝学を用いた機能解析2020

    • 著者名/発表者名
      土居 直仁,田草川 真理,石橋 幸大,鹿内 利治
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ゲノム編集により得られた緑藻クラミドモナスの葉緑体核様体タンパク質変異株の解析2019

    • 著者名/発表者名
      田草川真理,浜地貴志,鹿内利治,西村芳樹
    • 学会等名
      第10回日本光合成学会年会およびシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 葉緑体核様体タンパク質HMG1は2つのDNA結合ドメインで核様体のサイズを制御する2019

    • 著者名/発表者名
      田草川真理,浜地貴志,鹿内利治,西村芳樹
    • 学会等名
      第13回クラミドモナス研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] HMG1 has common domain structure to major mitochondrial nucleoid protein and controls the level of cpDNA compaction in Chlamydomonas reinhardtii2019

    • 著者名/発表者名
      Mari Takusagawa, Takashi Hamaji, Kumi Hidaka, Masayuki Endo, Hiroshi Sugiyama, Toshiharu Shikanai and Yoshiki Nishimura
    • 学会等名
      Japan-US binational meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 葉緑体核様体構造タンパク質と母性遺伝の関連性の発見2019

    • 著者名/発表者名
      田草川真理,浜地貴志,日高久美,遠藤政幸,杉山弘,鹿内利治,西村芳樹
    • 学会等名
      2019年度新学術領域研究「植物新種誕生の原理」若手の会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 葉緑体核様体構造タンパク質と母性遺伝の関連性の発見2019

    • 著者名/発表者名
      田草川真理,浜地貴志,日高久美,遠藤政幸,杉山弘,鹿内利治,西村芳樹
    • 学会等名
      第14回植物縦横無尽の会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] シトクロムb6f複合体の蓄積に必要な新奇遺伝子の解析2019

    • 著者名/発表者名
      大槻夏夕,田草川真理,浜地貴志,名賀史純,得津隆太郎,皆川純,鹿内利治
    • 学会等名
      新学術領域研究新光合成班会議
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 葉緑体局在性ダイナミン様タンパク質FZLの光合成における機能の解析2019

    • 著者名/発表者名
      小川由,田草川真理,岩野恵,Lianwei Peng,名賀史純,鹿内利治
    • 学会等名
      新学術領域研究新光合成班会議
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] チラコイド膜を介したプロトン濃度勾配の調節が異常なシロイヌナズナ変異体の単離2019

    • 著者名/発表者名
      大槻夏夕,田草川真理,名賀史純,鹿内利治
    • 学会等名
      第10回日本光合成学会年会およびシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 核様体局在のHMGBタンパク質がDNA結合ドメインを2つもつ利点2019

    • 著者名/発表者名
      田草川真理, 小林優介, 深尾陽一朗, 日高久美, 遠藤政幸, 杉山弘, 宮川勇, 鹿内利治, 三角修己, 西村芳樹.
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] チラコイド膜を介したプロトン濃度勾配の調節が異常なシロイヌナズナ変異体の探索2019

    • 著者名/発表者名
      大槻夏夕,田草川真理,明賀史純,鹿内利治
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ミトコンドリアと葉緑体に共通するDNA収納問題の解決法2019

    • 著者名/発表者名
      田草川真理
    • 学会等名
      平成30年度 第2回(通算第19回) 共生科学研究センター内セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Organelle nucleoid-associated HMG-box proteins may have been evolved independently through tandem domain duplications.2018

    • 著者名/発表者名
      Mari Takusagawa, Yusuke Kobayashi, Yoichiro Fukao, Isamu Miyakawa, Toshiharu Shikanai, Osami Misumi, and Yoshiki Nishimura.
    • 学会等名
      Gordon Research Conference, Mitochondria and Chloroplasts.
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Biological analysis of plastid nucleoid-associated HMG-box protein in Chlamydomonas reinhardtii.2018

    • 著者名/発表者名
      Mari Takusagawa, Yusuke Kobayashi, Yoichiro Fukao, Isamu Miyakawa, Toshiharu Shikanai, Osami Misumi, and Yoshiki Nishimura.
    • 学会等名
      International symposium on photosynthesis and chloroplast biogenesis 2018.
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Organelle nucleoid-associated HMG-box proteins may have been evolved independently through tandem domain duplications.2018

    • 著者名/発表者名
      Mari Takusagawa, Yusuke Kobayashi, Yoichiro Fukao, Isamu Miyakawa, Toshiharu Shikanai, Osami Misumi, and Yoshiki Nishimura.
    • 学会等名
      第14回植物縦横無尽の会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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