| 研究課題/領域番号 |
19H03241
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分44030:植物分子および生理科学関連
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
吉田 啓亮 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (40632310)
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| 研究分担者 |
増田 建 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (00242305)
川合 真紀 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (10332595)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2022年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2021年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2020年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2019年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
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| キーワード | レドックス制御系 / 葉緑体 / 光合成 / シロイヌナズナ / チオレドキシン / レドックス制御 / 植物生理科学 / 植物生化学 / レドックス / 植物生理学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
移動能力を欠く植物が、絶えず変動する光環境で効率良く光合成を行うためには、光合成の場である葉緑体の機能を柔軟かつ精密に調節する必要がある。本申請課題では、酸化還元を基盤としたタンパク質の機能制御である“レドックス制御”に注目する。近年、葉緑体のレドックス制御は、多くのタンパク質（制御因子群と標的群）が関わるネットワーク状システムとして再認識されている。そこで、それらが形成しているシステム全体の分子基盤や生理意義を解明することが、次の重要な課題となる。本研究では、分子生物学・生化学から植物生理学までを貫徹する基礎研究を行い、葉緑体機能を統御するレドックス制御システムを包括的に理解する。
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| 研究成果の概要 |
本課題では、植物光合成の制御メカニズムの解明を目指し、酸化還元に応じたタンパク質の翻訳後修飾であるレドックス制御に注目した。分子生物学・生化学から植物生理学を貫徹する基礎研究を行い、レドックス制御系の分子基盤・生理意義に関する新たな知見を得ることができた。以下はその例である。①タンパク質を酸化して不活性化する新規の還元力経路を同定し、さらに複数の酸化経路が協調して機能するしくみを明らかにした。②レドックス制御の標的酵素を同定し、さらにその制御機構の詳細を生化学的に明らかにした。③ゲノム編集を有効に活用し、レドックス制御系の生理的役割を明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本課題で得られた成果は、植物の光合成の重要な制御系として理解されながらもシステム全体像が掴めていなかったレドックス制御系に関して、確実にその理解を推進したものである。特に、研究代表者が2018年に初めて明らかにしたタンパク質酸化システムをさらに詳細かつ拡張的に解明できたことは、基礎学術的に大きな成果である。また、ゲノム編集技術を活用することで、レドックス制御系がバイオマス生産に果たす役割を実証した。この知見は、システム改変によって植物の高機能化を試みるための指針となるものである。
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