高温ストレス下で光合成機能を維持する化合物の同定とその作用機構の解析

• 研究課題/領域番号: 26430191
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ゲノム生物学
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 明賀 史純 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (10342859)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 植物ゲノム / ケミカルバイオロジー / 葉緑体 / 光合成 / シロイヌナズナ / 高温ストレス

研究成果の概要

本研究はクロロフィル蛍光を指標としたケミカルスクリーニングを行い、高温による光合成電子伝達阻害を緩和する化合物の同定を目指した。高温ストレス下で光合成の低下を大幅に緩和する化合物は得られなかったが、非ストレス条件下で光合成電子伝達を強力に阻害する2つの化合物を得た。これらの阻害活性は濃度依存的であること、化合物の構造的に類縁なアナログまたは部分構造を持つ化合物もまた同程度に光合成阻害活性を示すこと、アナログとの競合実験から構造上活性に必要な部位が予想されたこと、1つの化合物は光化学系IIそれ自身を阻害しており、もう一つの化合物は光化学系IIの下流（系Ⅰなど）が阻害されていることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] SNAC-As, stress-responsive NAC transcription factors, mediate ABA-inducible leaf senescence. (2015)
  • 著者名/発表者名: Takasaki H, Maruyama K, Takahashi F, Fujita M, Yoshida T, Nakashima K, Myouga F, Toyooka K, Yamaguchi-Shinozaki K, Shinozaki K.
  • 雑誌名: Plant Journal 巻: 84 号: 6 ページ: 1114-1123
  • DOI: 10.1111/tpj.13067
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Chlorophyll Fluorescence Measurements in Arabidopsis Plants Using a Pulse-amplitude-modulated (PAM) Fluorometer. (2015)
  • 著者名/発表者名: Motohashi R, Myouga F
  • 雑誌名: Bio-protocol 巻: 5
  • NAID: 120005662106
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Arabidopsis Metabolome Analysis Using Infusion ESI FT-ICR/MS. (2015)
  • 著者名/発表者名: Motohashi R, Satou M, Myouga F, Oikawa A and Ohta D
  • 雑誌名: Bio-protocol 巻: 5
  • NAID: 120005662105
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Landscape of lipidome and transcriptome under heat stress in Arabidopsis thaliana. (2015)
  • 著者名/発表者名: Higashi Y, Okazaki Y, Myouga F, Shinozaki K, Saito K
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 5 号: 1 ページ: 10533-10533
  • DOI: 10.1038/srep10533
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Bending of Protonema Cells in a Plastid Glycolate/Glycerate Transporter Knockout Line of Physcomitrella patens. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakahara J, Takechi K, Myouga F, Moriyama Y, Sato H, Takio S, Takano H
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10 号: 3 ページ: e0118804-e0118804
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0118804
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Identification of the chemical compounds that inhibit photosynthetic electron transport system in Arabidopsis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Myouga F, Shinozaki K
  • 学会等名: The 58th Annual Meeting of the Japanese Society of Plant Physiologists
  • 発表場所: Kagoshima University, Kagoshima, Japan
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] Possible involvement of HCF173 and LIL6 (OHP2) in the repair process of photosystem II. (2017)
  • 著者名/発表者名: Sakata K, Akiyama A, Takabayashi A, Myouga F, Shinozaki K, Tanaka A, Tanaka R
  • 学会等名: The 58th Annual Meeting of the Japanese Society of Plant Physiologists
  • 発表場所: Kagoshima University, Kagoshima, Japan
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] Identification of the chemical compounds that inhibit the photosynthetic electron transport systems in Arabidopsis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Myouga F, Shinozaki K
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Asia Conference
  • 発表場所: Awaji Yumebutai International Conference Center, Hyougo, Japan
  • 年月日: 2016-11-29
  • 国際学会
• [学会発表] Functional analysis of OHP1 and LIL8(PSB33): Two LIL proteins involved in the assembly of photosystem II and in the connectivity of LHCs to the core complexes. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tanaka R, Myouga F, Shinozaki K, Kato Y, Tanaka A
  • 学会等名: 17th International Congress on Photosynthesis Research
  • 発表場所: Maastricht, Netherlands
  • 年月日: 2016-08-07
  • 国際学会
• [学会発表] Identification of the chemical compounds that help prevent thermal damage of electron transport in photosynthesis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Myouga F, Shinozaki K
  • 学会等名: The 57th Annual Meeting of the Japanese Society of Plant Physiologists.
  • 発表場所: Iwate University, Morioka, Japan
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] Functional analysis of new chloroplast proteins using delayed fluorescence in Arabidopsis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Motohashi R, Sakai A, Fukazawa C, Myouga F, Shinozaki K, Takeuchi A, Katsumata M
  • 学会等名: The 57th Annual Meeting of the Japanese Society of Plant Physiologists.
  • 発表場所: Iwate University, Morioka, Japan
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] Identification of the chemical compounds which alleviates thermal damage of photosynthetic electron-transport systems. (2015)
  • 著者名/発表者名: Myouga F, Shinozaki K
  • 学会等名: 11th International Congress of Plant Molecular Biology.
  • 発表場所: Bourbon Cataratas Convention & Spa Resort, Iguazú Falls, Brazil
  • 年月日: 2015-10-25
  • 国際学会
• [学会発表] A combined immunoprecipitation and mass spectrometric approach to determine OHP1-interacting partners. (2015)
  • 著者名/発表者名: Myouga F, Takahashi K, Tanaka R, Nakagami H, Shinozaki K
  • 学会等名: The 56th Annual Meeting of the Japanese Society of Plant Physiologists.
  • 発表場所: Tokyo University of Agriculture, Japan
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] Landscape of the lipidome and transcriptome under heat stress in Arabidopsis thaliana. (2015)
  • 著者名/発表者名: Higashi Y, Okazaki Y, Myouga F, Shinozaki K, Saito K
  • 学会等名: The 56th Annual Meeting of the Japanese Society of Plant Physiologists.
  • 発表場所: Tokyo University of Agriculture, Japan
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] Search of the chemical compounds which alleviates thermal damage of photosynthetic electron-transport systems. (2014)
  • 著者名/発表者名: Myouga F, Shinozaki K
  • 学会等名: 25th International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: University of British Columbia, Vancouver, Canada
  • 年月日: 2014-07-28 – 2014-08-01
• [備考] 機能開発研究グループホームページ
  • URL: http://genediscovery.riken.jp/
• [備考] 機能開発研究グループ
  • URL: http://genediscovery.riken.jp/