細胞分裂周期と光合成の相互作用による葉緑体分裂増殖制御機構の解明

• 研究課題/領域番号: 22687020
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 進化生物学
• 研究機関: 国立遺伝学研究所 (2011-2013); 独立行政法人理化学研究所 (2010)
• 研究代表者: 宮城島 進也 国立遺伝学研究所, 大学共同利用機関等の部局等, その他 (00443036)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 22,620千円 (直接経費: 17,400千円、間接経費: 5,220千円); 2012年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2011年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円); 2010年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
• キーワード: オルガネラ起源 / 葉緑体 / 細胞内共生 / 進化 / 細胞周期 / 細胞分裂 / 分裂

研究概要

葉緑体はシアノバクテリアが真核細胞内に共生して誕生した。恒常的な共生関係は共生体（葉緑体）と宿主細胞の分裂が同調することによって維持されるが、そのメカニズムは不明であった。本研究の結果、葉緑体分裂装置の構成因子をコードする遺伝子群が、宿主細胞周期依存的に発現することにより、一細胞周期に一回葉緑体が分裂することが明らかとなった。さらに、宿主細胞周期進行が、光合成の蓄積量に依存するだけでなく、概日リズムによっても制御されていることが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Chloroplast DNA replication is regulated by the redox state independently of chloroplast division in Chlamydomonas reinhardtii (2013)
  • 著者名/発表者名: Yukihiro Kabeya and Shin-ya Miyagishima
  • 雑誌名: Plant Physiol. 巻: 161 号: 4 ページ: 2102-2112
  • DOI: 10.1104/pp.113.216291
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression of nucleus-encoded chloroplast division genes and proteins regulated by algai cell cycle.(掲載確定) (2012)
  • 著者名/発表者名: Shin-ya Miyagishima, Kenji Suzuki, Kumiko Okazaki, Yukihiro Kabeya
  • 雑誌名: Molecular Biology and Evolution 巻: 29 号: 10 ページ: 2957-2970
  • DOI: 10.1093/molbev/mss102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Plastid-dividing machinery: Formation, Contraction and fission. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshida Y., et al.
  • 雑誌名: Curr Opi Plant Biol 巻: 15 号: 6 ページ: 714-721
  • DOI: 10.1016/j.pbi.2012.07.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression of the nucleus-encoded chloroplast division genes and proteins regulated by the algal cell cycle (2012)
  • 著者名/発表者名: Miyagishima, S., et al
  • 雑誌名: Mol.Biol.Evol. 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure, regulation, and evolution of the plastid division machinery (2011)
  • 著者名/発表者名: Shin-ya Miyagishima, Hiromitsu Nakanishi, and Yukihiro Kabeya
  • 雑誌名: Int. Rev. Cell. Mol. Biol. 巻: 291 ページ: 115-153
  • DOI: 10.1016/b978-0-12-386035-4.00004-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolution and regulation of the plastid division machinery (2011)
  • 著者名/発表者名: Miyagishima, S.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chloroplast division: squeezing thephotosynthetic captive (2010)
  • 著者名/発表者名: Miyagishima, SY. & Kabeya, Y
  • 雑誌名: Curr. Opin.Microbiol 巻: 13 号: 4 ページ: 738-746
  • DOI: 10.1104/pp.110.170688
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chloroplast division : squeezing the photosynthetic captive (2010)
  • 著者名/発表者名: Shin-ya Miyagishima and Yukihiro Kabeya
  • 雑誌名: Curr. Opin. Microbiol. 巻: 13 号: 6 ページ: 738-746
  • DOI: 10.1016/j.mib.2010.10.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nucleus-independent control of the rubiscooperon by the plastid-encodedtranscription factor Ycf30 in the red algaCyanidioschyzon merolae (2010)
  • 著者名/発表者名: Minoda, A., Weber, A.P., Tanaka, K., &Miyagishima, SY
  • 雑誌名: Plant Physiol. 巻: 154 号: 3 ページ: 1532-1540
  • DOI: 10.1104/pp.110.163188
  • 査読あり
• [雑誌論文] The YlmG protein has aconserved function related to thedistribution of nucleoids in chloroplasts andcyanobacteria (2010)
  • 著者名/発表者名: Kabeya, Y. et al. Miyagishima, SY.
  • 雑誌名: BMC Plant Biol. 巻: 10 号: 1 ページ: 57-57
  • DOI: 10.1186/1471-2229-10-57
  • 査読あり
• [雑誌論文] Eukaryotic and eubacterial contributions tothe establishment of plastid proteomeestimated by large-scale phylogeneticanalyses (2010)
  • 著者名/発表者名: Suzuki K. & Miyagishima, SY
  • 雑誌名: Mol. Biol. Evol 巻: 27 号: 3 ページ: 581-590
  • DOI: 10.1093/molbev/msp273
  • 査読あり
• [雑誌論文] The evolution of the regulatorymechanism of chloroplast division (2010)
  • 著者名/発表者名: Okazaki, K., Kabeya, Y. & Miyagishima, SY
  • 雑誌名: PlantSignal Behav 巻: 5 号: 2 ページ: 164-167
  • DOI: 10.4161/psb.5.2.10461
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chloroplast division : squeezing the photosynthetic captive. (2010)
  • 著者名/発表者名: Miyagishima, S.
  • 雑誌名: Curr.Opin.Microbiol. 巻: 13 ページ: 738-746
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nucleus-independent control of the Rubisco operon by the plastid-encoded transcription factor Ycf30 in the red alga Cyanidioschyzon merolae. (2010)
  • 著者名/発表者名: Minoda, A.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 巻: 154 ページ: 1532-1540
  • 査読あり
• [学会発表] The coordinating mechanisms of eukaryotic cell and chloroplast proliferation (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮城島 進也
  • 学会等名: 日本微生物生態学会大会シンポジウム
  • 発表場所: 豊橋市
  • 年月日: 2012-09-22
• [学会発表] オルガネラ分裂から見た細胞内共生と植物細胞の進化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮城島 進也
  • 学会等名: 日本植物学会大会シンポジウム
  • 発表場所: 姫路市
  • 年月日: 2012-09-16
• [学会発表] 細胞と葉緑体の分裂同調化機構の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮城島 進也
  • 学会等名: クラミドモナス・ワークショップ
  • 発表場所: 岡崎市
  • 年月日: 2011-11-26
• [学会発表] 細胞と葉緑体の分裂同調化機構の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮城島進也
  • 学会等名: 第9回クラミドモナス・ワークショップ
  • 発表場所: 基礎生物学研究所(岡崎市)(招待講演)
  • 年月日: 2011-11-26
• [学会発表] 細胞内共生 : ミトコンドリアと葉緑体 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮城島 進也
  • 学会等名: 地文台シンポジウム&東工大流動機構国際ワークショップ
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-11-01
• [学会発表] 細胞内共生:ミトコンドリアと葉緑体 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮城島進也
  • 学会等名: 第6回地文台シンポジウム&東工大流動機構国際ワークショップ
  • 発表場所: 東京工業大学(東京都目黒区)(招待講演)
  • 年月日: 2011-11-01
• [学会発表] Evolution and Regulation of the Chloroplast Division Machinery : Permanent Inheritance of Endosymbiotic Organelles (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮城島 進也
  • 学会等名: 日本生化学会大会シンポジウム
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] Evolution and Regulation of the Chloroplast Division Machinery : Permanent Inheritance of Endosymbiotic Organelles (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮城島進也
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館(京都市)(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] 藻類細胞周期による葉緑体分裂制御機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮城島 進也、壁谷 如洋
  • 学会等名: 日本植物学会大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-09-17
• [学会発表] 藻類細胞周期による葉緑体分裂制御機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮城島進也
  • 学会等名: 日本植物学会第75回大会
  • 発表場所: 東京大学(東京都目黒区)
  • 年月日: 2011-09-17
• [学会発表] 葉緑体の分裂機構と分裂制御機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮城島 進也
  • 学会等名: 日本分子生物学会・日本生化学会合同大会
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2010-12-09
• [学会発表] 細胞と葉緑体の分裂同調化機構の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮城島 進也
  • 学会等名: 日本植物学会大会
  • 発表場所: 春日井市
  • 年月日: 2010-09-10
• [学会発表] 細胞と葉緑体の分裂同調化機構の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮城島進也
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 春日井市
  • 年月日: 2010-09-10
• [学会発表] 真核細胞と葉緑体の協調増殖機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮城島 進也
  • 学会等名: 日本植物細胞分子生物学会シンポジウム
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2010-09-02
• [学会発表] 真核細胞と葉緑体の協調増殖機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮城島進也
  • 学会等名: 日本植物細胞分子生物学会
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2010-09-02
• [学会発表] The coordinating mechanisms of eukaryotic cell and chloroplast proliferation
  • 著者名/発表者名: Miyagishima, S.
  • 学会等名: 第28回日本微生物生態学会大会シンポジウム
  • 発表場所: 豊橋市
  • 招待講演
• [学会発表] オルガネラ分裂から見た細胞内共生と植物細胞の進化
  • 著者名/発表者名: 宮城島 進也
  • 学会等名: 日本植物学会第76回大会シンポジウム
  • 発表場所: 姫路市
  • 招待講演
• [図書] 葉緑体の分裂機構, 細胞工学, 30巻11号 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮城島 進也、壁谷 如洋
  • URL: http://gakken-mesh.jp/journal/detail/9784780901245.html
• [図書] Chloroplast division machinery : origins and evolutions. In Red Algae in Genomic Age. (eds. J. Sechbach, D.J. Chapman, and A. Weber) (2010)
  • 著者名/発表者名: Shin-ya Miyagishima and Hiromitsu Nakanishi
  • 出版者: Springer(DOI:10.1007/978-90-481-3795-4)
• [備考]
  • URL: http://www.nig.ac.jp/section/miyagisima/miyagisima-j.html
• [備考]
  • URL: http://www.nig.ac.jp/section/miyagisima/miyagisima-j.html
• [備考]
  • URL: http://www.riken.jp/r-world/research/lab/iru/miyagishima/index.html