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植物の共生オルガネラ制御におけるPPRシステムの解析

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 26117718
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
研究機関九州大学

研究代表者

中村 崇裕  九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (10464398)

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)
キーワードオルガネラ / PPR / 共生オルガネラ制御 / 植物 / 葉緑体 / ミトコンドリア
研究実績の概要

1. PPR変異体の解析  いまだ分子表現型が明らかでないホモ化個体5系統の解析を継続して行った。ホモ化個体が得られている小クラスターに着目して、その表現型の共通性などを解析した。
2. PPR遺伝子の転写制御領域の同定  H26年度に推定した転写制御領域にルシフェラーゼなどのレポータ遺伝子を融合し、植物に形質転換した。レポータ遺伝子の発現を指標に、PPRクラスターの転写制御領域を同定をこころみた。
PPRクラスターを制御する転写因子の同定  当初計画では、内在の転写因子のノックダウンなどによるPPRシステムの撹乱を予定していたが、PPR遺伝子に作用すると予測された潜在的な転写因子は、他の多くの作用遺伝子を含むため、当初計画で内在の転写因子のノックダウンでは、様々な二次的な影響が得られる可能性が高い。そこで、H25年度に抽出したクラスター中の保存領域(潜在的な転写制御領域)に作用するCRISPR-activatorを構築し、これを用いることで、クラスター中のPPR遺伝子群の発現を操作することで、目的とするPPRシステムの撹乱を試みた。
3. PPRシステムの攪乱の解析
当初計画で挙げた、PPR遺伝子のクラスターからの除外、異種PPRのクラスターへの導入、クラスターの転写を制御する因子の改変、のうち、PPR遺伝子のクラスターからの除外を行った。形質転換植物におけるオルガネラ機能の変化(光合成、呼吸、など)、および植物個体の生理型表現型(ストレス応答、形態形成、配偶子形成、など)を解析した。得られた結果を基に、PPRによるマリオネット式オルガネラ制御システムの植物における役割、意義を考察した。

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

    (11件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Mitochondrial ORF79 levels determine pollen abortion in cytoplasmic male sterile rice.2016

    • 著者名/発表者名
      Kazama T, Itabashi E, Fujii S, Nakamura T, Toriyama K.
    • 雑誌名

      Plant J.

      巻: 85 号: 6 ページ: 707-16

    • DOI

      10.1111/tpj.13135

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Challenges of EditForce Inc., to go beyond genome editing.2015

    • 著者名/発表者名
      agi, Y., Shirakwa, M. & Nakamura, T.
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 528

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Homologous recombination-independent large gene cassette knock-in in CHO cells using TALEN and MMEJ-directed donor plasmids.2015

    • 著者名/発表者名
      Sakuma, T., Takenaga, M., Kawabe, Y., Nakamura, T., Kamihira, M. & Yamamoto, T.
    • 雑誌名

      Int. J. Mol. Sci.

      巻: 16 号: 10 ページ: 23849-23866

    • DOI

      10.3390/ijms161023849

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The potential for manipulating RNA with pentatricopeptide repeat proteins2014

    • 著者名/発表者名
      Yagi Y, Nakamura T, Small I.
    • 雑誌名

      Plant J.

      巻: 78 号: 5 ページ: 772-782

    • DOI

      10.1111/tpj.12687

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Pentatricopeptide repeat motifs in the processing enzyme PRORP1 in Arabidopsis thaliana play a crucial role in recognition of nucleotide bases at TψC loop in precursor tRNAs.2014

    • 著者名/発表者名
      Imai T, Nakamura T, Maeda T, Nakayama K, Gao X, Nakashima T, Kakuta Y, Kimura M.
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun.

      巻: 450 号: 4 ページ: 1541-1546

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2014.07.030

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The potential for manipulating RNA with pentatricopeptide repeat proteins2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Yagi., N. Nakamura., I. Small
    • 雑誌名

      The Plant Journal

      巻: (in press) 号: 5 ページ: 870-882

    • DOI

      10.1111/tpj.12377

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] PPR Motifs and Their Engineering2015

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Nakamura
    • 学会等名
      Gordon Research Conference "Chloroplast Biothenology"
    • 発表場所
      Ventura, CA
    • 年月日
      2015-01-18 – 2015-01-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] PPR motifs as a New DNA/RN Binding Modules for Genome Editing2014

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Nakamura
    • 学会等名
      JAACT2014
    • 発表場所
      Kitakyushu
    • 年月日
      2014-11-11 – 2014-11-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] PPRタンパク質を用いたゲノム編集技術開発2014

    • 著者名/発表者名
      中村崇裕
    • 学会等名
      植物ゲノム編集ワークショップ
    • 発表場所
      倉敷市
    • 年月日
      2014-11-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ゲノム編集と植物育種における現状2014

    • 著者名/発表者名
      中村崇裕
    • 学会等名
      日本作物学会九州支部第91回講演会
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      2014-09-20 – 2014-09-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ゲノム編集の新しいDNA/RNA結合モジュール、PPRモチーフ2014

    • 著者名/発表者名
      中村崇裕
    • 学会等名
      動物細胞工学会シンポジウム
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      2014-06-20
    • 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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