葉緑体機能のレドックス制御ネットワークから理解する植物の生存戦略

• 研究課題/領域番号: 26840090
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 植物分子・生理科学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 吉田 啓亮 東京工業大学, 資源化学研究所, 助教 (40632310)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2014年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: レドックス制御 / チオレドキシン / 葉緑体 / 光合成 / シロイヌナズナ

研究成果の概要

植物の葉緑体は、絶えず変動する外的環境に自身の生理機能を適合させるために、酸化還元（レドックス）反応を基盤とした機能制御ネットワークを獲得してきた。本課題では、葉緑体レドックスネットワークの分子基盤および生理意義について包括的な研究を行った。その結果、このシステムは従来のモデルよりもはるかに複雑であり、植物を取り巻く環境変動に対して柔軟に応答し、植物のバイオマス生産に深く関与していることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Oxidation of a cysteine residue in elongation factor EF-Tu reversibly inhibits translation in the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803 (2016)
  • 著者名/発表者名: Yutthanasirikul, R., Nagano, T., Jimbo, H., Hihara, Y., Kanamori, T., Ueda, T., Haruyama, T., Konno, H., Yoshida, K., Hisabori, T. and Nishiyama, Y.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 291(11) 号: 11 ページ: 5860-5870
  • DOI: 10.1074/jbc.m115.706424
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Adenine nucleotide-dependent and redox-independent control of mitochondrial malate dehydrogenase activity in Arabidopsis thaliana. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshida K., Hisabori T.
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta 巻: in press 号: 6 ページ: 810-818
  • DOI: 10.1016/j.bbabio.2016.03.001
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Thioredoxin selectivity for thiol-based redox regulation of target proteins in chloroplasts (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshida K., Hara S., Hisabori T.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: in press 号: 23 ページ: 14278-14288
  • DOI: 10.1074/jbc.m115.647545
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Distinct redox behaviors of chloroplast thiol enzymes and their relationships with photosynthetic electron transport in Arabidopsis thaliana.. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshida K, Matsuoka Y, Hara S, Konno H, Hisabori T.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 巻: 55 号: 8 ページ: 1415-1425
  • DOI: 10.1093/pcp/pcu066
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mitochondrial isocitrate dehydrogenase is inactivated upon oxidation and reactivated by thioredoxin-dependent reduction in Arabidopsis (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshida K., Hisabori T.
  • 雑誌名: Frontiers in Environmental Science 巻: 2 ページ: 38-38
  • DOI: 10.3389/fenvs.2014.00038
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 葉緑体レドックスネットワークにおける還元力伝達の複雑さ：シロイヌナズナFTRヘテロ二量体は10種のTrxを異なる効率で還元する (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉田啓亮、久堀徹
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 盛岡
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] Anabaena sp. PCC 7120のNADPH-thioredoxin reductase Cは抗酸化ストレス系に重要である (2016)
  • 著者名/発表者名: 見原翔子、吉田啓亮、肥後明佳、久堀徹
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 盛岡
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] Significance of the redox regulation networks in plants (2015)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Yoshida, Satoshi Hara, Kazunori Sugiura, Toru Hisabori
  • 学会等名: Yamada Conference International Symposium on Dynamics and Regulation of Photosynthesis
  • 発表場所: Nara
  • 年月日: 2015-10-29
  • 招待講演
• [学会発表] 葉緑体レドックスネットワークによる光合成の機能制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉田啓亮
  • 学会等名: 日本植物学会第79回大会
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 2015-09-06
  • 招待講演
• [学会発表] ミトコンドリアTCAサイクル酵素のレドックスとアデニレート状態に応じた新奇活性調節メカニズム (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉田啓亮、久堀徹
  • 学会等名: 日本植物学会第79回大会
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 2015-09-06
• [学会発表] FTR/Trx経路とNTRC経路は協調的に葉緑体機能のレドックス制御および植物の生育を支えている (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉田啓亮、久堀徹
  • 学会等名: 第6回日本光合成学会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2015-05-22
• [学会発表] Anabaena sp. PCC 7120におけるNADPH-Thioredoxin Reductase Cの機能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 見原翔子、吉田啓亮、肥後明佳、久堀徹
  • 学会等名: 第6回日本光合成学会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2015-05-22
• [学会発表] シロイヌナズナ変異株解析から見えてきた葉緑体の機能調節におけるレドックス制御の重要性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉田啓亮、久堀徹
  • 学会等名: 第56回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京農業大学世田谷キャンパス
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] Anabaena sp. PCC 7120におけるNTRCの標的タンパク質の探索 (2015)
  • 著者名/発表者名: 見原翔子、吉田啓亮、肥後明佳、久堀徹
  • 学会等名: 第56回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京農業大学世田谷キャンパス
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] 植物体内のレドックス制御を可視化する (2014)
  • 著者名/発表者名: 久堀徹、杉浦一徳、原怜、永井健治、吉田啓亮
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-18
  • 招待講演
• [学会発表] 光合成生物細胞内のレドックス環境の可視化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 杉浦一徳、永井健治、原怜、吉田啓亮、久堀徹
  • 学会等名: 日本遺伝学会第86回大会
  • 発表場所: 長浜バイオ大学
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-19
  • 招待講演
• [学会発表] 葉緑体リンゴ酸脱水素酵素のレドックス制御のチオレドキシン特異性：Trx-mよりTrx-fが重要である (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉田啓亮、原怜、久堀徹
  • 学会等名: 日本植物学会第78回大会
  • 発表場所: 明治大学生田キャンパス
  • 年月日: 2014-09-12 – 2014-09-14
• [図書] 葉緑体とミトコンドリアの代謝クロストーク (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉田啓亮
  • 総ページ数: 9
  • 出版者: 日本生物科学者協会
• [備考] Hisabori-Wakabayashi Laboratory
  • URL: http://www.res.titech.ac.jp/~junkan/Hisabori_HomePage/index.html