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光による概日時計の周期調節の分子機構とその適応的意義の解析

研究課題

研究課題/領域番号 26440138
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 植物分子・生理科学
研究機関名古屋大学

研究代表者

北山 陽子  名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 講師 (20444367)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2015年度)
配分額 *注記
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: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード生物時計 / 日周変動
研究実績の概要

原核生物であるシアノバクテリアは、概日リズムを持つことが知られており、光合成活性や細胞分裂が約24時間周期で自律的に振動する。シアノバクテリアの多くの遺伝子の発現は概日時計に制御されており、24時間周期リズムでもって発現していることが知られている。シアノバクテリアの概日時計は、KaiA, KaiB, KaiCという三つの時計タンパク質によって構成されている。
本研究では、概日的な遺伝子発現制御の大元である概日時計本体の周期が、どのような仕組みで調節されているのかを解明することを目的としている。概日時計の周期は、一般的に光照度に依存して変化するという性質を持つ。シアノバクテリアは照度が高くなるほど、周期が短縮する。平成27年度は、kai遺伝子に点変異を導入し、その周期が24時間から変化したシアノバクテリアを複数選別し、その周期変異体群から解析に適したものを探した。さらに、変異部位を同定し、光照度に依存した周知長変化の観察および遺伝子発現活性の測定を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成27年度は、周期の調節機構を解析するために、おもにkaiC遺伝子に点変異が入った変異体の選別と、周期調節に寄与する可能性がある因子の破壊株の作成を行った。一部の遺伝子では平成26年度の解析から、おそらく生育に必須であるため破壊は出来ないことがわかったため、点変異導入を実施したところ、一部については変異体が得られた。これらの変異体について、機能解析実験を進めることができた。

今後の研究の推進方策

今後は平成27年度に作製および選別した変異株を用いて、周期決定機構についてリズムの解析を行うと同時に、タンパク質を精製し、生化学的な解析を進める。

報告書

(2件)
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Analysis of the fine-tuning of cyanobacterial circadian phase by monochromatic light and long day conditions.2016

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi T, Obana Y, Kuboi N, Kitayama Y, Hayashi S, Oka M, Wada N, Arita K, Shimizu T, Sato M, Kanaly RA, Kutsuna S.
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol.

      巻: 57 号: 1 ページ: 105-114

    • DOI

      10.1093/pcp/pcv177

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] シアノバクテリア概日時計遺伝子の発現制御機構についての解析2016

    • 著者名/発表者名
      北山 陽子、太田 早紀、本間 道夫、近藤 孝男
    • 学会等名
      第57回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岩手大学
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] シアノバクテリアの時計タンパク質KaiCのリン酸化状態と遺伝子発現制御2015

    • 著者名/発表者名
      北山 陽子、太田 早紀、本間 道夫、近藤 孝男
    • 学会等名
      日本時間生物学会第22回年会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2015-11-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 時計タンパク質による概日リズムの同調機構2014

    • 著者名/発表者名
      北山陽子、大川(西脇)妙子、近藤孝男
    • 学会等名
      日本時間生物学会第21回年会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2014-11-07 – 2014-11-09
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 時計タンパク質による概日リズムの同調機構2014

    • 著者名/発表者名
      北山陽子、近藤孝男
    • 学会等名
      第38回内藤コンファレンス
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2014-10-07 – 2014-10-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 時計タンパク質による概日リズムの同調機構2014

    • 著者名/発表者名
      北山陽子、大川(西脇)妙子、本間道夫、近藤孝男
    • 学会等名
      第52回生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2017-01-06  

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