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葉緑体から核への遺伝子移行を説明する翻訳不適合説の実験的検証

研究課題

研究課題/領域番号 19657072
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 進化生物学
研究機関名古屋市立大学

研究代表者

杉浦 昌弘  名古屋市立大学, 大学院・システム自然科学研究科, 名誉教授 (80027044)

研究分担者 中邨 真之  名古屋市立大学, 大学院・システム自然科学研究科, 研究員 (60322145)
稲葉 桂子  名古屋市立大学, 大学院・システム自然科学研究科, 研究員 (40448709)
研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
2008年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2007年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワード葉緑体 / タバコ / 翻訳 / mRNA / リボソームタンパク質遺伝子 / in vitro系 / 共生 / ラン藻 / 進化
研究概要

葉緑体はラン藻様の原核生物が宿生細胞に共生して生じた。この祖先原核ゲノムは、一部を葉緑体に残し大部分は核に移行した。我々は、翻訳系の変化に対応できなくなった遺伝子が核に移行したという「翻訳不適合説」を立て、この説の検証を我々のタバコ葉緑体融in vitro翻訳系を用いて試みた。
1.タバコ核由来のrbcS mRNAの翻訳速度の測定(中邨)
約1.8kbのタバコ葉緑体rbcL mRNAの翻訳速度を蛍光リジンtRNAの取込みで測定したが、長すぎて翻訳されにくかった。3'末端側を順次欠失させて翻訳効率を上げ、約3分の2を欠失して158コドンにしたものが良い結果を得たので、この短縮rbcL mRNAを使うことにした。一方、核コードのrbcS mRNAはトランジット配列と成熟SSをコードするので、SSコード領域のみを葉緑体rbcL mRNAのLSコード領域と置き換えたキメラmRNAを作製した。この両mRNAのin vitro翻訳を試みたが、再現性ある結果がまだ出ていない。
2,対照実験としての他種のmRNAの調査と調製(杉浦)
対照実験として、葉緑体コードのリボソームタンパク質S2と核コードのリボソームタンパク質L23の遺伝子をまず候補とした。本調査中に、葉緑体のリボソームタンパク質Sl6遺伝子がシロイヌナズナの核にもあり、その産物がミトコンドリアと葉緑体へも移行するとの報告が出たので(Ueda et al.2008)タバコ葉緑体Sl6 mRNAを用いてin vitro翻訳を行っている。タバコのESTも蓄積中なので核ゲノムのS8遺伝子を探索中である。
本計画は完了までに至らなかったが、引き続き研究費を申請して研究を続行する予定である。

報告書

(2件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (2件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Termination codon-dependent translation of partially overlapping ndhC-ndhK transcripts in chloroplasts2008

    • 著者名/発表者名
      Yukawa, Y., M. Sugiura
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 105

      ページ: 19549-19553

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selection of synonymous codons for better expression of recombinant proteins in tobacco chloroplasts2008

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

      Plant Biotechnology (in press)

    • NAID

      10025181202

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A survey of expressed tRNA genes in the chromosome I of Arabidopsis using an RNA polymerase III-dependent in vitro transcription system2007

    • 著者名/発表者名
      Yukawa, Y., T. Mizutani, K. Akama and M. Sugiura
    • 雑誌名

      Gene 392

      ページ: 7-13

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Translation of psbC mRNAs starts from the downstream GUG, not the upstream AUG, and requires the extended Shine-Dalgarno sequence in tobacco chloroplasts2007

    • 著者名/発表者名
      Kuroda, H., H. Suzuki, T. Kusumegi, T. Hirose, Y. Yukawa and M. Sugiura
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiology 48

      ページ: 1374-1378

    • NAID

      10027004706

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The complete structure of the cucumber(Cucumis sativus L.)chloroplast genome: its composition and comparative analysis2007

    • 著者名/発表者名
      Plader, W., Y. Yukawa, M. Sugiura and S. Malepszy
    • 雑誌名

      Cell. Mol. Biol. Lett. 12

      ページ: 582-594

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Unique mechanisms of translation in higher plant chloroplasts.2008

    • 著者名/発表者名
      Sugiura, M., M. Yukawa, H. Kuroda, M. Nakamura
    • 学会等名
      The XVI Congress of the Federation of European Societies of Plant Biology
    • 発表場所
      Tampere, Finland
    • 年月日
      2008-08-18
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Mechanisms of protein synthesis in higher plant chloroplasts2007

    • 著者名/発表者名
      Sugiura, M.
    • 学会等名
      10th International Colloquium on Endocytobiology and Symbiosis
    • 発表場所
      Gmunden, Austria
    • 年月日
      2007-09-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] RNA editing in chloroplasts. In "RNA Editing" (H. U. Goringer, ed)2008

    • 著者名/発表者名
      Sugiura, M.(分担執筆)
    • 総ページ数
      23
    • 出版者
      Springer-Verlag, Berlin Heidelberg
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.nsc.nagoya-cu.ac.jp/~sugiura/index.html

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.nsc.nagoya-cu.ac.jp/~sugiura/index.html

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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