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光合成環境感覚としての原型プラスチドシグナル

公募研究

研究領域植物の環境感覚:刺激受容から細胞応答まで
研究課題/領域番号 23120505
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
研究機関東京工業大学

研究代表者

田中 寛  東京工業大学, 資源化学研究所, 教授 (60222113)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
2012年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
2011年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
キーワード光合成 / プラスチド / アブシジン酸 / テトラピロール / レトログレードシグナル / プラスチドシグナル / DNA複製 / シゾン / Cyanidioschyzon / organelle / stress response / transcription / plastid signal / ChlH / abscisic acid / tetrapyrrole
研究実績の概要

本年度の研究では、主にシゾンにおけるアブシジン酸(ABA)の作用について解析を行なった。これまでの研究で、シゾン細胞から内生ABAが検出されること。暗所で増殖停止したシゾン培養にABAを添加することでオルガネラDNA合成(ODR)が阻害されることを見いだしていた。しかし、ABAによる抑制効果は長期には持続しないことから実験的な問題が残されていた。今回、ABAを数時間ごとに再添加したところ継続的な抑制効果が見られたことから、ABAがシゾンの酸性培地中で急速に失活することが効果低下の原因であると考えられた。また、ABAの光学異性体((+)型、(-)型)を用いた実験より、+型のみが抑制活性を示したことから、植物ホルモンとしての機能と同様に、特異的レセプターを介した生理活性であることが強く示唆された。
ABAの作用機作を明らかにする目的で、その添加によりODR促進効果がみられるHemeとの、培地への共添加実験を行なった。その結果、Hemeの添加によりABAのODR抑制効果が解消することを見いだした。従って、ABAはHemeシグナルを抑制することによりODRを抑制していることが示唆される。ABAとHemeの関係性については、シロイヌナズナにおいて、Heme結合性をもつTSPOタンパク質がABAにより誘導されることで、フリーのHemeによる細胞障害を抑制する機構が提唱されている。そこでシゾンゲノムを検索したところ、シゾンにもTSPOタンパク質が存在することが判った。さらに、この遺伝子がABAで発現誘導されることが判明したことから、TSPOによるHemeシグナルの吸着が、ABAによるODR抑制効果の分子機構であることが考えられた。ABAによるTSPO遺伝子の発現誘導機構について、現在解析中である。

現在までの達成度 (段落)

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 14件) 学会発表 (19件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Circadian control of chloroplast transcription by a nuclear-encoded timing signal.2013

    • 著者名/発表者名
      Noordally ZB, Ishii K, Atkins KA, Wetherill SJ, Kusakina J, Walton EJ, Kato M, Azuma M, Tanaka K, Hanaoka M, Dodd AN.
    • 雑誌名

      Science

      巻: 339 号: 6125 ページ: 1316-1319

    • DOI

      10.1126/science.1230397

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The early days of plastid retrograde signaling with respect to replication and transcription2013

    • 著者名/発表者名
      Kan Tanaka
    • 雑誌名

      Front. Plant Physiol.

      巻: 3 ページ: 1-5

    • DOI

      10.3389/fpls.2012.00301

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] SIG1, a sigma factor for the chloroplast RNA polymerase, differentially associates with multiple DNA regions in the chloroplast chromosomes in vivo2012

    • 著者名/発表者名
      Mitsumasa Hanaoka
    • 雑誌名

      Int. J. Mol. Sci.

      巻: 13 号: 10 ページ: 12182-12194

    • DOI

      10.3390/ijms131012182

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] RpaB, another response regulator operating circadian clock-dependent transcriptional regulation in Synechococcus elongat us PCC 7942.2012

    • 著者名/発表者名
      Hanaoka M, Takai N, Hosokawa N, Fujiwara M, Akimoto Y, Kobori N, Iwasaki H, Kondo T, Tanaka K.
    • 雑誌名

      J Biol Chem

      巻: 287(31) 号: 31 ページ: 26321-7

    • DOI

      10.1074/jbc.m111.338251

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] External light conditions and internal cell cycle phases entrain accumulation of chloroplast and mitochondrial transcripts in the red alga Cyanidioschyzon merolae2012

    • 著者名/発表者名
      Yu Kanesaki, Sousuke Imamura, Ayumi Minoda, Kan Tanaka
    • 雑誌名

      DNA Research

      巻: 19(3) 号: 3 ページ: 289-303

    • DOI

      10.1093/dnares/dss013

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nuclear-encoded plastid sigma factor SIG6 exclusively contributes to chloroplast differentiation in plastid differentiation of Arabidopsis thaliana2012

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Hirooka
    • 雑誌名

      Cytologia

      巻: 77 ページ: 73-82

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Retrograde signals arise from reciprocal crosstalk within plastids2012

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Enami
    • 雑誌名

      Plant Signal.Behav.

      巻: 7 号: 1 ページ: 142-144

    • DOI

      10.4161/psb.7.1.18451

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 単細胞紅藻Cyanidioschyzon merolaeにおける窒素同化系とその制御2012

    • 著者名/発表者名
      田中 寛
    • 雑誌名

      光合成研究

      巻: 22 ページ: 167-173

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Plastid-to-nucleus retrograde signals are essential for expression of nuclear starch biosynthesis genes during amyloplast differentiation in tobacco BY-2 cultured cells2011

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Enami
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: 157 号: 1 ページ: 518-530

    • DOI

      10.1104/pp.111.178897

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Genetic engineering of the group 2 sigma factor SigE widely activates the expression of sugar catabolic genes in Synechocystis sp.PCC 68032011

    • 著者名/発表者名
      Takashi Osanai
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 286 号: 35 ページ: 30962-30971

    • DOI

      10.1074/jbc.m111.231183

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparative study of cyanobacterial and E.coli RNA polymerase : Misin corporation, abortive transcription, and dependence on divalent cations2011

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Imashimizu
    • 雑誌名

      Genet.Res.Internat.

      巻: 572689 ページ: 1-11

    • DOI

      10.4061/2011/572689

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nuclear-encoded sigma factor SIG6 exclusively contributes to chloroplast differentiation in plastid differentiation of Arabidopsis thaliana

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Hirooka
    • 雑誌名

      Cytologia

      巻: (印刷中)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Possible involvement of a novel multicopper oxidase in iodide oxidation by alpha-proteobacterium strain Q-1

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Eda
    • 雑誌名

      Appl.Environ.Microbiol.

      巻: (印刷中)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] External light condition and cell cycle phases coodinate accumulation of chloroplast and mitochondrial transcripts in the red alga Cyanidioschyz on merolae

    • 著者名/発表者名
      Yu Kanesaki
    • 雑誌名

      DNA Research

      巻: (印刷中)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] シゾン核コードシグマ因子SIG2による葉緑体フィコビリゾーム遺伝子群の転写活性化2013

    • 著者名/発表者名
      藤井 岳
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県)
    • 年月日
      2013-03-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] The Dark-induced transcriptional activation mechanism of gifA/B in Synechococcus elongatus PCC 79422013

    • 著者名/発表者名
      鹿嶋 了
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県)
    • 年月日
      2013-03-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] R2R3-type MYB transcription factor, CmMYB1, is a central nitrogen assimilation regulator in Cyanidioschyzon merolae2012

    • 著者名/発表者名
      Sousuke Imamura
    • 学会等名
      The 12th Asian Conference on Transcription
    • 発表場所
      Seowipo KAL hotel (Jeju Island, Korea)
    • 年月日
      2012-06-06
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Involvement of chloroplast and mitochondrion in alga cell cycle initiation2012

    • 著者名/発表者名
      Kan Tanaka
    • 学会等名
      The 12th Asian Conference on Transcription
    • 発表場所
      Seowipo KAL hotel (Jeju Island, Korea)
    • 年月日
      2012-06-06
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] シアノバクテリアSynechococcus elongatus PCC 7942のシグマ因子SigF2による概日時計に依存した転写制御2012

    • 著者名/発表者名
      小堀奈美
    • 学会等名
      2012年度日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      京都女子大学
    • 年月日
      2012-03-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナT87細胞で誘導される葉緑体分化に際した核遺伝子の発現制御2012

    • 著者名/発表者名
      江波和彦
    • 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
    • 年月日
      2012-03-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 単細胞紅藻Cyanidioschyzon merolaeにおけるヘムオキシゲナーゼの局在解析2012

    • 著者名/発表者名
      小野智央
    • 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
    • 年月日
      2012-03-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Differential mechanisms are responsible for the dark-induced transcriptional activation in Synechococcus elongatus PCC 79422012

    • 著者名/発表者名
      Ryo Kashima
    • 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
    • 年月日
      2012-03-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of a multiple stresses-responsive plastid sigma factor SIG5 in liverwort, Marchantia polymorpha2012

    • 著者名/発表者名
      Takehiko Kanazawa
    • 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
    • 年月日
      2012-03-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 単細胞紅藻シゾンにおける外来遺伝子安定導入系の確率2012

    • 著者名/発表者名
      佐藤淳
    • 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
    • 年月日
      2012-03-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] アミロプラスト分化におけるプラスチドシグナルを介した核遺伝子の発現調節2012

    • 著者名/発表者名
      華岡光正
    • 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
    • 年月日
      2012-03-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 単細胞紅藻シゾンにおける分裂期特異的なヒストンH3K9のアセチル化と転写活性化における役割2012

    • 著者名/発表者名
      曾根俊之
    • 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
    • 年月日
      2012-03-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 植物で初めて同定された窒素同化を制御する転写因子2012

    • 著者名/発表者名
      今村壮輔
    • 学会等名
      第6回日本ゲノム微生物学会年会
    • 発表場所
      立教大学(東京)
    • 年月日
      2012-03-11
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] シアノバクテリアの概日時計機構を支えるRpaA/Bによる協調的な転写制御2012

    • 著者名/発表者名
      華岡光正
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 紅藻シゾンCyanidioschyzon merolaeにおける代謝制御研究2012

    • 著者名/発表者名
      田中 寛
    • 学会等名
      日本光合成学会
    • 発表場所
      東京工業大学(神奈川県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Nitrogen assimilatory pathway and the regulation in a eukaryotic red alga Cyanidioschyzon merolae2012

    • 著者名/発表者名
      Kan Tanaka
    • 学会等名
      Physiology and Biotechnology of Microalgae, Russian Academy of Science
    • 発表場所
      Russian Academy of Science (Moscow, Russia)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Involvement of chloroplast and mitochondrion in algal cell cycle initiation2011

    • 著者名/発表者名
      田中寛
    • 学会等名
      2011年度日本分子生物学会年会ワークショップ(Control of mitochondrial functions via intracellular crosstalk)
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Nitrogen assimilatory pathway and the regulation in a eukaryotic red alga Cyanidioschyzon merolae2011

    • 著者名/発表者名
      田中寛
    • 学会等名
      日独2国間セミナー(JSPS、独DFG共催)
    • 発表場所
      独・フライブルグ市内(招待講演)
    • 年月日
      2011-11-01
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Organelle-derived signal controls plant cell cycle2011

    • 著者名/発表者名
      田中寛
    • 学会等名
      France-Japan Workshop : Bio-inspired approaches : Micro- & Nano-architectures, Materials & Imaging
    • 発表場所
      仏・ボルドー大学
    • 年月日
      2011-10-11
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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