| 研究課題/領域番号 |
20K06681
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 東京大学 |
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研究代表者 |
増田 建 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (00242305)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 葉緑体 / ヘム / レトログレードシグナル / テトラピロール / ABCトランスポーター / 情報伝達 / トランスポーター / 色素体 / シグナル伝達 / レトログレード |
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| 研究開始時の研究の概要 |
植物における機能的な葉緑体構築は、核からのアンテログレードシグナルと、プラスチドからのレトログレードシグナル（RS）のバランスにより制御されている。RSの分子機構は未だ明らかではなく、その解明には感知、伝達、応答の機構を明らかにすることが重要である。本研究では、植物細胞におけるヘムに依存したRSの分子機構の全貌解明に取り組むことを目的とする。
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| 研究成果の概要 |
植物における機能的な葉緑体構築は、核からのアンテログレードシグナルと、プラスチドからのレトログレードシグナル（RS）のバランスにより制御されている。葉緑体形成に関わるRSに関して、我々は色素体に局在するGUN1タンパク質が葉緑体分化を感知するセンサーとして中心的な役割を果たし、ヘム合成酵素FC1の制御を介して、RSであるヘムの伝達を制御することを世界で初めて明らかにした。
本研究において、我々は色素体内に蓄積したGUN1がヘム結合液滴を形成し、葉緑体分化に伴って、ヘムを輸送するモデルを提案した。またプロテオミクス解析により同定したABCGトランスポーター（ABCG23）の機能解析に取り組んだ。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまで植物細胞における、ヘム輸送機構に関しては全く明らかになっていなかった。我々は植物細胞から初めてヘム特異的ABCトランスポーターを同定した。これまで色素体で合成されたヘムが、細胞質を経て輸送されるのか、あるいは膜接触部位を通じて小胞体やミトコンドリアに輸送されるのかは明らかではなかった。しかし、細胞質局在型HO1の発現により、のgun表現型が消失したことから、色素体から細胞質へのヘム輸送がRS伝達において重要であることを初めて明らかにした。以上のことから、本研究により植物細胞におけるヘム依存RSの分子機構に新たな知見を与える、学術的に重要な意義を持つ成果が得られたと考えられる。
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