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色素体成立の初期過程におけるタンパク質輸送装置の確立と進化に関する研究

公募研究

研究領域マトリョーシカ型進化原理
研究課題/領域番号 26117712
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
研究機関大阪大学

研究代表者

中井 正人  大阪大学, たんぱく質研究所, 准教授 (90222158)

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 *注記
10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
2015年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2014年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
キーワード色素体の進化 / 葉緑体 / 生合成 / プラスチド / オルガネラ / 細胞内タンパク質輸送 / 内共生 / 進化 / 植物
研究実績の概要

色素体(プラスチド)の様々な機能は2千種類を超える核コードの蛋白質が輸送される事で維持される。この輸送にはプラスチドの外包膜と内包膜の蛋白質輸送装置TOC とTIC が関与しているが、植物TICの実体は不明であった。最近我々はシロイヌナズナTICがTic20を中核とする計4因子の1メガダルトン複合体として機能する事を見いだした。4因子は多くの陸上植物で保存されていたが、Tic20以外の3因子は灰色藻や紅藻に存在しなかった。また緑藻の分岐前に、1つがプラスチドゲノムに、もう1つが核ゲノムにコードされた事が分かった。この事は、TICが内共生の成立後、進化の過程で劇的な変化を遂げてきた事を示している。プラスチドの進化の初期過程にあたる紅藻および緑藻を材料に、Tic20を中核としてどのような構成因子と蛋白質輸送装置を構成し機能しているか、その同定を目指した。
緑藻については、クラミドモナスをモデル生物として選び、単離葉緑体への前駆体蛋白質輸送実験系を確立した。また、この系を利用した輸送中間体の作成と、そこに含まれる全因子の同定にも成功している。紅藻に関しては、単離葉緑体の輸送実験系の確立に至っていない事から、候補蛋白質複数種について特異抗体の調製に成功している。これらの情報は、輸送装置の初期進化の全容解明にとって大きな前進であると考えている。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件、 招待講演 10件)

  • [雑誌論文] 葉緑体のタンパク質輸送機構についてーシアノバクテリアの内共生から始まったユニークな進化2016

    • 著者名/発表者名
      中井 正人
    • 雑誌名

      生物の科学:遺伝

      巻: 70 ページ: 105-109

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] YCF1: A Green TIC2015

    • 著者名/発表者名
      Masato Nakai
    • 雑誌名

      Plant Cell

      巻: 27 号: 7 ページ: 1834-1838

    • DOI

      10.1105/tpc.15.00363

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The TIC complex uncovered: The alternative view on the molecular mechanism of protein translocation across the inner envelope membrane of chloroplasts2015

    • 著者名/発表者名
      Masato Nakai
    • 雑誌名

      Biochim Biophys Acta.

      巻: 1847 号: 9 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1016/j.bbabio.2015.02.011

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Chloroplast Protein Import System2015

    • 著者名/発表者名
      Masato Nakai
    • 学会等名
      BMB2015 日本生化学会・日本分子生物学会 合同大会 シンポジウム "オルガネラバイオロジー:細胞の構造と機能の新しい姿"
    • 発表場所
      ポートピアホテル, 神戸
    • 年月日
      2015-12-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Evolution of the Chloroplast Protein Import System2015

    • 著者名/発表者名
      Masato Nakai
    • 学会等名
      2015 International Meeting of "Matryoshka-type Evolution"
    • 発表場所
      筑波大学大学会館本館, 筑波
    • 年月日
      2015-10-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Evolution of the Chloroplast Protein Import System2015

    • 著者名/発表者名
      Masato Nakai
    • 学会等名
      Integrated Microbial Biodiversity Program Meeting
    • 発表場所
      Canada, Victoria
    • 年月日
      2015-05-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Unraveling the Mechanism of Protein Transport Across the Chloroplast Inner Envelope Membrane2015

    • 著者名/発表者名
      Masato Nakai
    • 学会等名
      EMBO Conference   "Mechanisms and regulation of protein translocation"
    • 発表場所
      Croatia, Dubrovnik
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Evolution of the Chloroplast Protein Import System2015

    • 著者名/発表者名
      Masato Nakai
    • 学会等名
      Tokyo Tech-HHU Dusseldorf Joint Symposium on Photosynthesis as a New Chemical Resource
    • 発表場所
      東京 東工大キャンパスイノベーションセンター
    • 年月日
      2015-03-04 – 2015-03-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Unraveling the Mechanism of Protein Transport across the Chloroplast Inner Envelope Membrane2014

    • 著者名/発表者名
      Masato Nakai
    • 学会等名
      The Finland-Japan Joint Research Seminar on Photosynthesis
    • 発表場所
      北海道 札幌
    • 年月日
      2014-10-09 – 2014-10-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Reevaluation of the involvement of the "old" Tic proteins in chloroplast protein import (tentative)2014

    • 著者名/発表者名
      Masato Nakai
    • 学会等名
      The International Symposium on the Regulation of Photosynthetic Function
    • 発表場所
      中国 桂林
    • 年月日
      2014-08-16 – 2014-08-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Reevaluation of the involvement of the "old" Tic proteins in chloroplast protein import2014

    • 著者名/発表者名
      Masato Nakai
    • 学会等名
      The 16th Annual Meeting of The French Society of Photosynthesis
    • 発表場所
      France, Paris
    • 年月日
      2014-04-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The evolution of the chloroplast protein import system2014

    • 著者名/発表者名
      Masato Nakai
    • 学会等名
      A DYNAMO LABEX SYMPOSIUM "Evolution, biogenesis and dynamics of energy transducing membranes"
    • 発表場所
      France, Paris, Maison des Oceans, Institut Oceanographique
    • 年月日
      2014-04-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Unraveling the mechanism of protein transport across the chloroplast inner envelope membrane2014

    • 著者名/発表者名
      Masato Nakai
    • 学会等名
      East Asian Cell Biology Conference
    • 発表場所
      韓国 釜山 POSTECH
    • 年月日
      2014-04-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-28  

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