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チオレドキシンによる光化学系Iサイクリック電子伝達の制御機構解明

公募研究

研究領域新光合成:光エネルギー変換システムの再最適化
研究課題/領域番号 17H05730
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関京都産業大学

研究代表者

桶川 友季  京都産業大学, 総合生命科学部, 研究助教 (10582439)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2017年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワードチオレドキシン / PSIサイクリック電子伝達 / 光合成 / レドックス制御 / シロイヌナズナ / サイクリック電子伝達 / レドックス
研究実績の概要

光化学系I(PSI)サイクリック電子伝達は、リニア電子伝達と同様に光合成と光防御機構に不可欠であることが証明されているが、その制御機構についてはあまり明らかになっていない。プロトン駆動力の形成に寄与するPSI サイクリック電子伝達の制御機構を明らかにすることはプロトン駆動力制御のネットワークの全貌解明に必要である。
本年度は前年度に引き続き、チオレドキシン(Trx)がPSI サイクリック電子伝達を制御することを明らかにすることと、その制御においてTrx が標的とするタンパク質を同定することを目的に研究を進めた。
前年度の研究から葉緑体ストロマに5グループあるTrxのうちm型Trx(Trx m3を除く)が特異的にPSIサイクリック電子伝達活性を抑制することを明らかにすることができた。そこで本年度はm型Trx が2 つあるPSI サイクリック電子伝達経路のどちらを抑制するかを調べるために、PSI サイクリック電子伝達の2つの変異株、crr2、pgr5 を用いて解析をおこなった結果、m型Trx がPGR5/PGRL1 依存の経路を抑制することを明らかにした。
また、m 型Trx がどのタンパク質を標的とし、PSI サイクリック電子伝達を抑制しているかを明らかにすることを試みた。植物個体から抽出したタンパク質を非還元条件で電気泳動し、m型Trx 特異的な抗体を用いて検出した結果、m型Trx が何らかのタンパク質と相互作用している結果が得られた。分子量からPGRL1 がその候補の1 つとして考えられたため、PGRL1 特異的な抗体を用いて同様の実験をおこなったところ、同じ分子量の位置にバンドが確認できた。またそれぞれの欠損変異株でそのバンドが検出できないという結果から、PGRL1 がm 型Trx の標的タンパク質である可能性が示唆する結果を得ることができた。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] チオレドキシンシステムによる光合成の調節機構2018

    • 著者名/発表者名
      桶川友季、本橋健
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 56 ページ: 452-453

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparative transcriptomics with self-organizing map reveals cryptic photosynthetic differences between two accessions of North American Lake cress2018

    • 著者名/発表者名
      Nakayama Hokuto、Sakamoto Tomoaki、Okegawa Yuki、Kaminoyama Kaori、Fujie Manabu、Ichihashi Yasunori、Kurata Tetsuya、Motohashi Ken、Al-Shehbaz Ihsan、Sinha Neelima、Kimura Seisuke
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1038/s41598-018-21646-w

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] m型チオレドキシンは光化学系Iサイクリック電子伝達を負に制御する2019

    • 著者名/発表者名
      桶川友季、本橋健
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] チオレドキシンによる光化学系Iサイクリック電子伝達の制御メカニズム解析2018

    • 著者名/発表者名
      桶川友季、本橋健
    • 学会等名
      第9回日本光合成学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Regulation of cyclic electron transport around Photosystem I by thioredoxin2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Okegawa, Ken Motohashi
    • 学会等名
      International Symposium on Photosynthesis and Chloroplast Biogenesis 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] チオレドキシンによる光化学系Iサイクリック電子伝達制御機構の解析2018

    • 著者名/発表者名
      桶川 友季、本橋 健
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Rorippa aquaticaの栄養繁殖を制御する遺伝子群の探索2018

    • 著者名/発表者名
      天野瑠美,中山北斗,桃井理沙,郡司玄,竹林裕美子,桶川友季,本橋健,笠原博幸,Ali Ferjani,木村成介
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナにおけるm型チオレドキシン過剰発現株の解析2017

    • 著者名/発表者名
      桶川 友季
    • 学会等名
      新光合成&若手の会ジョイント若手ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナの葉緑体におけるチオレドキシン依存のレドックス制御システム2017

    • 著者名/発表者名
      桶川 友季
    • 学会等名
      第47回植物バイテクシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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