光合成色素系のエンジニアリング

• 研究課題/領域番号: 23657026
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 植物分子生物・生理学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 田中 歩 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (10197402)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2011年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: クロロフィル / 葉緑体 / 光合成 / 機能改変 / シロイヌナズナ

研究概要

光合成集光装置は、光合成の最初の段階を担うため、光合成の改変の標的として興味深い。そこで、N末制御ドメインを削ったクロロフィルb合成酵素(CAO)をシロイヌナズナに導入すると、クロロフィルbを過剰に蓄積し、さらに中心集光装置にもクロロフィルbが取り込まれた。この形質転換植物は、細胞死が誘導される一方、ステイグリーンの形質を示した。これらの結果は、光合成改変の農学的応用への可能性を示唆している。

研究成果

• [雑誌論文] NYC4, the rice ortholog of Arabidopsis THF1, is involved in the degradation of chlorophyll-protein complexes during leaf senescence. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamatani, H.
  • 雑誌名: Plant J. 巻: 74 号: 4 ページ: 652-662
  • DOI: 10.1111/tpj.12154
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conversion of chlorophyll b to chlorophyll a precedes magnesium dechelation for protection against necrosis in Arabidopsis. (2012)
  • 著者名/発表者名: Shimoda Y, Ito H, Tanaka A
  • 雑誌名: Plant journal 巻: 72 号: 3 ページ: 501-511
  • DOI: 10.1111/j.1365-313x.2012.05095.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] ChlorophyllbReductase Plays an EssentialRole in Maturation and Storability of Arabidopsis thaliana Seeds (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakajima S, Ito H, Tanaka R, Tanaka A
  • 雑誌名: Physiology 巻: 160(1) ページ: 261-273
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chlorophyll metabolism inphotosynthetic organisms. Handbook ofPorphyrin Science, edited by Kar1 M Kadish,Kevin M Smith and Roger Guilard (2012)
  • 著者名/発表者名: Tanaka R, Takabayashi A, Ito H andTanaka A
  • 雑誌名: WorldScientific, Singapore 巻: 20 ページ: 213-242
  • 査読あり
• [雑誌論文] クロロフィル合成系の多様性はいかにして生まれたか (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊藤寿、堕巨歩、田中亮一
  • 雑誌名: 光合成研究 巻: 22(2) ページ: 98-105
  • URL: http://photosyn.jp/journa1/sections/kaiho64-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Overproduction of chlorophyll b retardssenescence through transcriptionalre-programming in Arabidopsis (2012)
  • 著者名/発表者名: Sakuraba Y, Balazadeh S, Tanaka R,Mueller-Roeber B and Tanaka A
  • 雑誌名: Plant CellPhysio1 巻: 53(3) ページ: 505-517
  • 査読あり
• [雑誌論文] Luminescence of singlet oxygen in photosystem II complexes isolated from cyanobacterium Synechocystis sp. PCC6803 containing monovinyl or divinyl chlorophyll a. (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomo, T., Kusakabe, H., Nagao, R., Ito, H., Tanaka, A., Akimoto, S., Mimuro, M. and Okazaki, S
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta. 巻: (in press) 号: 8 ページ: 1299-1305
  • DOI: 10.1016/j.bbabio.2012.02.018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Alterations in photosynthetic pigments and amino acid composition of D1 protein change energy distribution in photosystem II (2012)
  • 著者名/発表者名: Makio Yokono, et al
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Bioenergetics 巻: (In Press)(掲載確定) 号: 5 ページ: 754-759
  • DOI: 10.1016/j.bbabio.2012.02.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chlorophyll b Reductase Plays an Essential Role in Maturation and Storability of Arabidopsis thaliana Seeds. (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakajima S, Ito H, Tanaka R, Tanaka A
  • 雑誌名: Plant Physiology 巻: 160 号: 1 ページ: 261-273
  • DOI: 10.1104/pp.112.196881
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chlorophyll metabolism in photosynthetic organisms. (2012)
  • 著者名/発表者名: Tanaka R, Takabayashi A, Ito H and Tanaka A
  • 雑誌名: Handbook of Porphyrin Science 巻: 20 ページ: 213-242
  • DOI: 10.1142/9789814335508_fmatter05
  • 査読あり
• [雑誌論文] クロロフィル合成系の多様性はいかにして生まれたか？ (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊藤寿、田中歩、田中亮一
  • 雑誌名: 光合成研究 巻: 22 ページ: 98-105
  • 査読あり
• [雑誌論文] Overproduction of chlorophyll b retards senescence through transcriptional re-programming in Arabidopsis (2012)
  • 著者名/発表者名: Sakuraba Y, Balazadeh S, Tanaka R, Mueller-Roeber B and Tanaka A.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 巻: (in press) 号: 3 ページ: 505-517
  • DOI: 10.1093/pcp/pcs006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolution of a divinyl chlorophyll-based photosystem in Prochlorococcus. (2011)
  • 著者名/発表者名: Ito, H. and Tanaka, A.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 巻: 108(44) 号: 44 ページ: 18014-18019
  • DOI: 10.1073/pnas.1107590108
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Oligomeric States of Photosystems and Light-harvesting Complexes in the Chlorophyll b-less Mutant. (2011)
  • 著者名/発表者名: Takabayashi, A., Kurihara, K., Kuwano, M., Kasahara, Y., Tanaka, R. and Tanaka, A.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 52(12) 号: 12 ページ: 2103-2114
  • DOI: 10.1093/pcp/pcr138
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Monogalactosyldiacylglycerol Synthase Found in the Green Sulfur Bacterium Chlorobaculum tepidum Reveals Important Roles for Galactolipids in Photosynthesis (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinji Masuda, et al
  • 雑誌名: The Plant Cell 巻: 23 号: 7 ページ: 2644-2658
  • DOI: 10.1105/tpc.111.085357
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of the 7-Hydroxymethyl Chlorophyll a Reductase of the Chlorophyll Cycle in Arabidopsis. (2011)
  • 著者名/発表者名: Meguro, M., Ito, H., Takabayashi, A., Tanaka, R. and Tanaka, A.
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 23(9) 号: 9 ページ: 3442-3453
  • DOI: 10.1105/tpc.111.089714
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chlorophyll cycle regulates the construction and destruction of the light-harvesting complexes. (2011)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, R. and Tanaka, A.
  • 雑誌名: Biophys Biochim Acta 巻: 1807 号: 8 ページ: 968-976
  • DOI: 10.1016/j.bbabio.2011.01.002
  • 査読あり
• [学会発表] Possibleinvolvement of chlorophyllase in a plantdefense system (2013)
  • 著者名/発表者名: Xueyun Hu, Masanori Oshiai, TohruTsuchiya, Stefan Hortensteiner, Ayumi Tanaka, Ryouichi Tanaka
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会
  • 発表場所: 岡山大学、岡山市
  • 年月日: 2013-03-22
• [学会発表] シロイヌナズナにおけるlight-harvesting-likeタンパク質LIL8の機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 加藤由佳子、高林厚史、田中歩、田中亮一
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会
  • 発表場所: 岡山大学、岡山市
  • 年月日: 2013-03-22
• [学会発表] シロイヌナズナにおけるlight-harvesting-like protein, LIL3の機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋香織、高林厚史、田中歩、田中亮一
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会
  • 発表場所: 岡山大学、岡山市
  • 年月日: 2013-03-22
• [学会発表] Chlorophyllide a oxygenase(CAO)のnegative feedback制御におけるAドメインの機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 森恭一郎、高林厚史、田中歩
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会
  • 発表場所: 岡山大学、岡山市
  • 年月日: 2013-03-22
• [学会発表] シロイヌナズナのクロロフィルb還元酵素の強光適応における機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤玲惟、伊藤寿、旦虫歩
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会
  • 発表場所: 岡山大学、岡山市
  • 年月日: 2013-03-22
• [学会発表] Possible involvement of chlorophyllase in a plant defense system (2013)
  • 著者名/発表者名: Xueyun Hu, Masanori Oshiai, Tohru Tsuchiya, Stefan Hortensteiner, Ayumi Tanaka, Ryouichi Tanaka
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山市）
• [学会発表] シロイヌナズナにおけるlight-harvesting-likeタンパク質LIL8の機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 加藤由佳子、高林厚史、田中歩、田中亮一
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山市）
• [学会発表] シロイヌナズナにおけるlight- harvesting-like protein, LIL3の機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋香織、高林厚史、田中歩、田中亮一
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山市）
• [学会発表] Chlorophyllide a oxygenase(CAO)の negative feedback 制御における A ドメインの機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 森恭一郎、高林厚史、田中歩
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山市）
• [学会発表] シロイヌナズナのクロロフィルb還元酵素の強光適応における機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤玲惟、伊藤寿、田中歩
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山市）
• [学会発表] Degradation of chlorophyll and chlorophyll-protein complexes,Okavama Universitv (2012)
  • 著者名/発表者名: Avumi Tanaka
  • 学会等名: International Symposium Structure and Dynamics of Photosynthetic Systems
  • 発表場所: Okayama University,Okayama
  • 年月日: 2012-10-22
• [学会発表] light-harvesting-like proteinによるgeranylgeranyl reductaseの安定化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋香織、高林厚史、田中歩、田中亮一
  • 学会等名: ドリコールおよびイソプレノイド研究会例会
  • 発表場所: 新潟大学、新潟市
  • 年月日: 2012-09-29
• [学会発表] 緑藻の色素タンパク質複合体の生化学的手法を用いた網羅的解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 功刀基、高林厚史、里虫歩
  • 学会等名: 化学工学会第44回秋季大会
  • 発表場所: 東北大学、仙台市
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] 珪藻のクロロフィル合成の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊藤寿、田中歩
  • 学会等名: 日本藻類学会第36回大会
  • 発表場所: 北海道大学学術交流会館、札幌市
  • 年月日: 2012-07-14
• [学会発表] クロロフィルb合成酵素CAOのユニークな分子進化と光合成の多様化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 功刀基、高林厚史、田中歩
  • 学会等名: 第3回日本光合成学会年会
  • 発表場所: 東京工業大学すずかけキャンパス、横浜市
  • 年月日: 2012-06-01
• [学会発表] Genetic engineering ofphotosystems by the modification ofchlorophyll metabolism (2012)
  • 著者名/発表者名: Ayumi Tanaka
  • 学会等名: ABRC AcademiaSinica seminar
  • 発表場所: Instituteof Planr and Microbial Biology, Taipei,Taiwan
  • 年月日: 2012-04-23
• [学会発表] Chlorophyllasel isnot involved inchlorophyll breakdown duringmethyl-jasmonate-induced senescence inArabidopsis thaliana (2012)
  • 著者名/発表者名: Xueyun Hu, Tohru Tsuchiya, StefanHoertensteiner, Ayumi Tanaka, RyouichiTanaka
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都産業大学、京都市
  • 年月日: 2012-03-18
• [学会発表] BN-PAGEにより精製された光合成反応中心の時間分解蛍光スペクトルの測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 横野牧生,高林厚史,栗原克宜,田中歩,秋本誠志
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都産業大学、京都市
  • 年月日: 2012-03-18
• [学会発表] DivinylChlorophyllide Reductaseの性質 (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊藤寿、田中歩
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都産業大学、京都市
  • 年月日: 2012-03-18
• [学会発表] 新規手法による葉緑体タンパク質複合体の網羅的検出 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高林厚史,栗原克宜,田中亮一,田中歩
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都産業大学、京都市
  • 年月日: 2012-03-18
• [学会発表] シロイヌナズナにおける新規Light-harvesting-likeタンパク質の機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 加藤由佳子、高林厚史、里虫歩、田中亮一
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都産業大学、京都市
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] Light-harvesting chlorophyll-bindingproteinと共通するモチーフを持つタンパク質、LIL3の機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋香織、高林厚史、田中歩、田中亮一
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都産業大学、京都市
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] シロイヌナズナのクロロフィルb分解における複数経路の検証 (2012)
  • 著者名/発表者名: 下田洋輔、伊藤寿、田中歩
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都産業大学、京都市
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] Degradation of chlorophyll and chlorophyll-protein complexes (2012)
  • 著者名/発表者名: Ayumi Tanaka
  • 学会等名: Okayama University International Symposium “Structure and Dynamics of Photosynthetic Systems”
  • 発表場所: 岡山大学（岡山市）
  • 招待講演
• [学会発表] light- harvesting-like proteinによるgeranylgeranyl reductaseの安定化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋香織、高林厚史、田中歩、田中亮一
  • 学会等名: ドリコールおよびイソプレノイド研究会例会
  • 発表場所: 新潟大学（新潟市）
• [学会発表] 緑藻の色素タンパク質複合体の生化学的手法を用いた網羅的解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 功刀基、高林厚史、田中歩
  • 学会等名: 化学工学会第44回秋季大会
  • 発表場所: 東北大学（仙台市）
• [学会発表] クロロフィルb合成酵素CAOのユニークな分子進化と光合成の多様化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 功刀基、高林厚史、田中歩
  • 学会等名: 第3回日本光合成学会年会
  • 発表場所: 東京工業大学（横浜市）
• [学会発表] 珪藻のクロロフィル合成の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊藤寿、田中歩
  • 学会等名: 日本藻類学会第36回大会
  • 発表場所: 北海道大学（札幌市）
• [学会発表] Genetic engineering of photosystems by the modification of chlorophyll metabolism (2012)
  • 著者名/発表者名: Ayumi Tanaka
  • 学会等名: ABRC Academia Sinica seminar
  • 発表場所: Institute of Planr and Microbial Biology (Taiwan)
  • 招待講演
• [学会発表] Chlorophyllase1 is not involved in chlorophyll breakdown during methyl-jasmonate-induced senescence in Arabidopsis thaliana (2012)
  • 著者名/発表者名: Xueyun Hu,Tohru Tsuchiya,Stefan Hoertensteiner,Ayumi Tanaka,Ryouichi Tanaka
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都産業大学（京都市）
• [学会発表] BN-PAGEにより精製された光合成反応中心の時間分解蛍光スペクトルの測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 横野牧生, 高林厚史, 栗原克宜, 田中歩, 秋本誠志
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都産業大学（京都市）
• [学会発表] Divinyl Chlorophyllide Reductaseの性質 (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊藤寿、田中歩
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都産業大学（京都市）
• [学会発表] 新規手法による葉緑体タンパク質複合体の網羅的検出 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高林厚史, 栗原克宜, 田中亮一, 田中歩
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都産業大学（京都市）
• [学会発表] シロイヌナズナにおける新規Light-harvesting-likeタンパク質の機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 加藤由佳子、高林厚史、田中歩、田中亮一
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都産業大学（京都市）
• [学会発表] Light-harvesting chlorophyll-binding proteinと共通するモチーフを持つタンパク質、LIL3の機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋香織、高林厚史、田中歩、田中亮一
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都産業大学（京都市）
• [学会発表] シロイヌナズナのクロロフィルb分解における複数経路の検証 (2012)
  • 著者名/発表者名: 下田洋輔、伊藤寿、田中歩
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都産業大学（京都市）
• [学会発表] 生体金属イオン生命と分子をつなぐメッセンジャー (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中歩
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会シンポジウム
  • 発表場所: 国立京都国際会館、京都市
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] Evolution of chlorophyll metabolism (2011)
  • 著者名/発表者名: Ayumi Tanaka
  • 学会等名: The Evolutionof Photosynthesis and Oxygenation of theEarth
  • 発表場所: The Universityof New South Wales, Sydney, Australia
• [学会発表] 生体金属イオン：生命と分子をつなぐメッセンジャー (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中歩
  • 学会等名: 第８４回日本生化学会大会シンポジウム(招待講演)
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都市）
• [学会発表] Evolution of chlorophyll metabolism. (2011)
  • 著者名/発表者名: Ayumi Tanaka
  • 学会等名: The Evolution of Photosynthesis and Oxygenation of the Earth(招待講演)
  • 発表場所: The University of New South Wales (Australia)
• [備考]
  • URL: http://www.10wtem.hokudai.ac.jp/Plantadapt/index.htm1
• [備考] 北海道大学低温科学研究所 生物適応研究室
  • URL: http://www.lowtem.hokudai.ac.jp/plantadapt/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.lowtem.hokudai.ac.jp/plantadapt/index.html