シアノバクテリオクロムの縦断・横断的解析によるフィトクロム型光受容機構の解明

• 研究課題/領域番号: 20608001
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 光生命科学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 成川 礼 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助教 (30456181)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2010年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2009年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2008年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 光受容体 / フィトクロム / AnPixJ / 結晶化 / 分光解析 / シアノバクテリア / 結晶構造 / シアノバクテリオクロム / 走光性

研究概要

本研究課題では、植物において様々な光応答を制御する赤/遠赤色光受容体・フィトクロムと似て非なる新規光受容体群シアノバクテリオクロム (CBC) の網羅的解析を行った。シアノバクテリオクロムはフィトクロムとは異なり、多様な分光特性を持つ。特に、緑/赤色光受容体・AnPixJに着目し、構造解析・詳細な分光解析を行い、それ以外のCBCについても網羅的解析を推し進めることで、開環テトラピロール結合型光受容体の光変換機構について、理解を深めることができた。

研究成果

• [雑誌論文] Cellulose accumulation and a cellulose synthase gene are responsible for cell aggregation in the cyanobacterium Thermosynechococcus vulcanus RKN. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kawano Y., Saotome T., Ochiai Y., Katayama M., Narikawa R., Ikeuchi M.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. (accepted.)
  • NAID: 10029711659
  • 査読あり
• [雑誌論文] The cyanobacteriochrome, TePixJ, isomerizes its own chromophore by converting phycocyanobilin to phycoviolobilin. (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishizuka T., Kamiya A., Suzuki H., Narikawa R., Noguchi T., Kohchi T., Inomata K., Ikeuchi M.
  • 雑誌名: Biochemistry. 50(6) ページ: 953-961
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel supercomplex organization of photosystem I in Anabaena and Cyanophora paradoxa. (2011)
  • 著者名/発表者名: Watanabe M., Kubota H., Wada H., Narikawa R., Ikeuchi M.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 52(1) ページ: 162-168
  • NAID: 10029708156
  • 査読あり
• [雑誌論文] The cyanobacteriochrome, TePixJ, isomerizes its own chromophore by converting phycocyanobilin to phycoviolobilin (2011)
  • 著者名/発表者名: Takami Ishizuka
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 50 ページ: 953-961
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel supercomplex organization of photosystem I in Anabaena and Cyanophora paradoxa (2011)
  • 著者名/発表者名: Mai Watanabe
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 巻: 52 ページ: 162-168
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cyanobacteriochrome CcaS regulates phycoerythrin accumulation in Nostoc punctiforme, a group II chromatic adapter. (2010)
  • 著者名/発表者名: Hirose Y., Narikawa R., Katayama M., Ikeuchi M.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 107(19) ページ: 8854-8859
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genomic structure of an economically important cyanobacterium Arthrospira (Spirulina) platensis NIES-39. (2010)
  • 著者名/発表者名: Fujisawa T., Narikawa R., Okamoto S., Ehira S., Yoshimura H., Suzuki I., Masuda T., Mochimaru M., Takaichi S., Awai K., Sekine M., Horikawa H., Yashiro I., Omata S., Takarada H., Katano Y., Kosugi H., Tanikawa S., Ohmori K., Sato N., Ikeuchi M., Fujita N., Ohmori M.
  • 雑誌名: DNA Res. 17(2) ページ: 85-103
  • NAID: 130006992893
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genomic structure of an economically important cyanobacterium, Arthrospira(Spirulina)platensis NIES-39 (2010)
  • 著者名/発表者名: Takatomo Fujisawa
  • 雑誌名: DNA Res. 巻: 17 ページ: 85-103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cyanobacteriochrome CcaS regulates phycoerythrin accumulation in Nostocpunctiforme, a group II chromatic adapter (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuu Hirose
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 巻: 107 ページ: 8854-8859
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Rrf2-type transcriptional regulator is required for expression of psaAB genes in the cyanobacterium Synechocystis sp.PCC 6803. (2009)
  • 著者名/発表者名: Midorikawa T., Matsumoto K., Narikawa R., Ikeuchi M.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 151(2) ページ: 882-892
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Photosystem II Complex is a Monomer or a Dimer? (2009)
  • 著者名/発表者名: Watanabe M., Iwai M., Narikawa R., Ikeuchi M.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 50(9) ページ: 1674-1680
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray studies of the chromophore-binding domain of cyanobacteriochrome AnPixJ from Anabaena sp.PCC 7120. (2009)
  • 著者名/発表者名: Narikawa R., Muraki N., Shiba T., Kurisu G., Ikeuchi M.
  • 雑誌名: Acta Crystallogr.Sect.F Struct.Biol.Cryst.Commun. 65(2) ページ: 159-162
  • 査読あり
• [雑誌論文] Is the photosystem II complex a monomer or a dimer? (2009)
  • 著者名/発表者名: Mai Watanabe
  • 雑誌名: Pant and Cell Physiology 50 ページ: 1674-1680
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Rrf2-type transcriptional regulator is required for expression of psaAB genes in the cyanobacterium Synechocystis sp.PCC 6803 (2009)
  • 著者名/発表者名: Takafumi Midorikawa
  • 雑誌名: Plant Physiology 151 ページ: 882-892
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray studies of the chromophore-binding domain of cyanobacteriochrome AnPixj from Anabaena sp. PCC 7120 (2009)
  • 著者名/発表者名: Rei Narikawa
  • 雑誌名: Acta Crystallographica Section F: Structural Biology and Crystallization Communications 65 ページ: 159-162
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of the photoactive GAF domain of the CikA homolog (SyCikA, Slr1969) of the cyanobacterium Synechocystis sp.PCC 6803. (2008)
  • 著者名/発表者名: Narikawa R., Kohchi T., Ikeuchi M.
  • 雑誌名: Photochem.Photobiol.Sci. 7(10) ページ: 1253-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel cyanobacteriochrome CcaS is green/red light receptor and up-regulates the expression of phycobilisome linker protein by green light. (2008)
  • 著者名/発表者名: Hirose Y., Shimada T., Narikawa R., Katayama M., Ikeuchi M.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 105(28) ページ: 9528-9533
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel photoactive GAF domain of cyanobacteriochrome AnPixJ that shows reversible green/red photoconversion. (2008)
  • 著者名/発表者名: Narikawa R., Fukushima Y., Ishizuka T., Itoh S., Ikeuchi M.
  • 雑誌名: J.Mol.Biol. 380(5) ページ: 844-855
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of the photoactive GAF domain of the CikA homolog (SyCikA, S1r1969) of the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803 (2008)
  • 著者名/発表者名: Rei Narikawa
  • 雑誌名: Photochemical and Photobiological Sciences 7 ページ: 1253-1259
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cyanobacteriochrome CcaS is the green light receptor that induces the expression of phycobilisome linker protein (2008)
  • 著者名/発表者名: Yuu Hirose
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 105 ページ: 9528-9533
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel photoactive GAF domain of cyanobacteriochrome AnPixJ that shows reversible green/red photoconversion (2008)
  • 著者名/発表者名: Rei Narikawa
  • 雑誌名: Journal of Molecular Biology 380 ページ: 844-855
  • 査読あり
• [学会発表] 緑/赤色光変換型シアノバクテリオクロムAnPixJのin vitro再構成解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 成川礼
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東北大学川内北キャンパス
  • 年月日: 2011-03-21
• [学会発表] 緑/赤色光変換型シアノバクテリオクロムAnPixJのin vitro再構成解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 成川礼
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東北大学川内北キャンパ
  • 年月日: 2011-03-21
• [学会発表] 真核藻類における光受容体の分布 (2011)
  • 著者名/発表者名: 成川礼
  • 学会等名: 第5回日本ゲノム微生物学会年会
  • 発表場所: 東北学院大学土樋キャンパス
  • 年月日: 2011-03-15
• [学会発表] 有用シアノバクテリアArthrospira(Spirulina)platensisのゲノム解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 成川礼
  • 学会等名: 第1回日本光合成学会大会
  • 発表場所: 東京大学駒場キャンパヌ
  • 年月日: 2010-06-04
• [学会発表] 有用シアノバクテリアArthrospira(Spirulina)platensisのゲノム解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 成川礼
  • 学会等名: 第51回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] 有用シアノバクテリアArthrospira(Spirulina)platensisのゲノム解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 成川礼
  • 学会等名: 第4回日本ゲノム微生物学会年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2010-03-07
• [学会発表] シアノバクテリアSynechocystis sp.PCC 6803における走光性を制御する新規光受容体の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 成川礼
  • 学会等名: 日本植物学会第73回大会
  • 発表場所: 山形大学小白川キャンパス
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] シアノバクテリアSynechocystis sp.PCC 6803における走光性を制御する新規光受容体の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 成川礼
  • 学会等名: 日本植物学会第73回大会
  • 発表場所: 山形
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] Spectral and structural characterization of a novel cyanobacteriochrome-type photoreceptor AnPixJ (2009)
  • 著者名/発表者名: 成川礼
  • 学会等名: 第13回国際原核光合成生物会議(13^<th> ISPP)
  • 発表場所: カナダ
  • 年月日: 2009-08-14
• [学会発表] Spectral and structural characterization of a novel cyanobacteriochrome-type photoreceptor AnPixJ (2009)
  • 著者名/発表者名: 成川礼
  • 学会等名: 第8回国際テトラピロール会議(8th ICTPPO)
  • 発表場所: Asilomar Conference Center(アメリカ,カリフォルニア)
  • 年月日: 2009-07-31
• [学会発表] Spectral and structural characterization of a novel cyanobacteriochrome-type photoreceptor AnPixJ (2009)
  • 著者名/発表者名: 成川礼
  • 学会等名: 第8回国際テトラピロール会議(8^<th> ICTPPO)
  • 発表場所: アメリカ
  • 年月日: 2009-07-31
• [学会発表] 新規光受容体群シアノバクテリオクロムの構造-機能相関 (2009)
  • 著者名/発表者名: 成川礼
  • 学会等名: 第50回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス
  • 年月日: 2009-03-21
• [学会発表] 新規光受容体群シアノバクテリオクロムの構造-機能相関 (2009)
  • 著者名/発表者名: 成川礼
  • 学会等名: 第50回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2009-03-21
• [学会発表] 新規光受容体群シアノバクテリオクロムの構造-機能相関 (2009)
  • 著者名/発表者名: 成川礼
  • 学会等名: 第3回日本ゲノム微生物学会年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-03-07
• [学会発表] シアノバクテリアの概日リズム入力系レドックスセンサーCikAのホモログSyCikAの光センサーとしての役割 (2008)
  • 著者名/発表者名: 成川礼
  • 学会等名: 日本植物学会第72回大会
  • 発表場所: 高知大学朝倉キャンパス
  • 年月日: 2008-09-26
• [学会発表] シアノバクテリアの概日リズム入力系レドックスセンサーCikAのホモログSyCikAの光センサーとしての役割 (2008)
  • 著者名/発表者名: 成川礼
  • 学会等名: 日本植物学会第72回大会
  • 発表場所: 高知
  • 年月日: 2008-09-26
• [学会発表] Novel crystal structure of red-absorbing form of cyanobacteriochrome AnPixJ-GAF2 (2008)
  • 著者名/発表者名: 成川礼
  • 学会等名: 第21回国際結晶学連合会議(IUCr2008)
  • 発表場所: 大阪国際会議場
  • 年月日: 2008-08-26
• [学会発表] Novel crystal structure of red-absorbing form of cyanobacteriochrome AnPixJ-GAF2 (2008)
  • 著者名/発表者名: Rei Narikawa
  • 学会等名: 第21回国際結晶学連合会議(IUCr2008)
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2008-08-26