1990 年度実績報告書

色素体における物質集積機能とその発現の分子機構

研究課題

研究課題/領域番号	02261207
研究機関	東京大学
研究代表者	河野重行東京大学, 理学部, 助手 (70161338)
研究分担者	黒岩常祥東京大学, 理学部, 教授 (50033353)
キーワード	色素体 / 色素体核 / シンク・ソ-ス / 老化 / 転写制御 / in vitro転写系 / イネ / タバコ
研究概要	色素体発達段階の初期および老化過程における澱粉粒の消長や色素体核の構造変化に注目し、色素体のシンク・ソ-ス関係の「逆転」や「解消」に関連した色素体構造の変化を調べた。イネの鞘葉および本葉は、葉の発達にともなって原色素体は澱粉粒を蓄積し一旦アミロプラスト化し、澱粉粒の消化とともに葉緑体に分化し光合成を開始する(シンク・ソ-ス関係の逆転)。この時期には原色素体核の著しい構造変化やDNA含量の大幅な増大が見られた。その後の葉緑体の老化にともない、DNA含量の急激な低下や葉緑体核の消失、さらに光合成膜系の崩壊が起こり、葉緑体は完全に光合成機能を失ってしまう(シンク・ソ-ス関係の解消)。これは、葉の老化の極初期(葉の黄化の直前)にZn^<2+>依存性の特殊なヌクレア-ゼ(13,51kDa)が増大し、葉緑体へ移行するためであることがわかった。葉緑体核の消失によって葉緑体の遺伝子発現能(mRNA合成能)は完全に葉緑体から失われてしまうことになる。このように、シンク・ソ-ス関係の逆転や解消の時期に、色素体核には消失をともなう著しい変化が見られ、色素体遺伝子の発現様式に著しい変化があることが予想された。色素体核レベルでの遺伝子発現の制御機構を解析するために、タバコ培養細胞(BYー2)から原色素体核また緑葉から葉緑体核を無傷単離し、<in>___ー <vitro>___ーで転写を続行させ、その転写産物を解析した。その結果、原色素体核と葉緑体核では個々の遺伝子の発現様式には大きな差異があり、またゲノムあたりの発現量でみると葉緑体核には原色素体核の十倍以上の発現量があった。このような著しい差異は従来からよく調べられているエチオプラストから葉緑体への発達段階では見られないものである。原色素体から葉緑体への発達段階でシンク・ソ-ス関係の逆転が起こっている。色素体のシンク・ソ-ス関係に果たす役割の変化は、色素体遺伝子発現様式の著しい変化をともなっていることが明らかになった。

研究成果
(7件)

すべてその他

すべて文献書誌 (7件)

[文献書誌] Sodmergen,Kawano,S.,Tano,S.& Kuroiwa,T.: "Degradation of chloroplast DNA in second leaves of rice (<Oriza>___ー <sativa>___ー) before leaf yellowing." Protoplasma. (1990)
[文献書誌] Nemoto,Y.,Kawano,S.,Nagata,T.& Kuroiwa,T.: "Studies on plastid nuclei (nucleoids) in <Nicotiana>___ー <tabacum>___ー L.IV.Evidence for the association of chloroplast DNA at several specific sites with some proteins in isolated chloroplast nuclei." Plant Cell Physiol.(1991)
[文献書誌] Sakai,A.,Yamashita,H.,Nemoto,Y.,Kawano,S.& Kuroiwa,T.: "Transcriptional activity of morphologically intact proplastidーnuclei (nucleoids) isolated from tobacco cultured cells." (1991)
[文献書誌] 蘇都莫日根、河野重行、田野茂光、黒岩常祥: "イネ第二葉の老化に先立つ緑葉体DNAの分解とヌクレア-ゼ活性" 日本植物学会第55回大会研究発表記録、. LaD8 (1990)
[文献書誌] 酒井敦、根本泰行、山下博史、河野重行、長田敏行、黒岩常祥: "単離色素体核の<in>___ー <vitro>___ー転写系を用いた色素体遺伝子の転写制御機構の解析" 日本植物学会第55回大会研究発表記録、. LaD8 (1990)
[文献書誌] 河野重行(分担執筆): "現代植物生理学 3 生長と分化、柴岡弘郎編" 朝倉書店, 203 (1990)
[文献書誌] 河野重行(分担執筆): "微生物学ハンドブック、石川辰夫ら編、" 丸善, 711 (1990)

1990 年度実績報告書

色素体における物質集積機能とその発現の分子機構

研究代表者

河野重行東京大学, 理学部, 助手 (70161338)

研究成果

[文献書誌] Sodmergen,Kawano,S.,Tano,S.& Kuroiwa,T.: "Degradation of chloroplast DNA in second leaves of rice (<Oriza>_ー <sativa>_ー) before leaf yellowing." Protoplasma. (1990)

[文献書誌] Nemoto,Y.,Kawano,S.,Nagata,T.& Kuroiwa,T.: "Studies on plastid nuclei (nucleoids) in <Nicotiana>_ー <tabacum>_ー L.IV.Evidence for the association of chloroplast DNA at several specific sites with some proteins in isolated chloroplast nuclei." Plant Cell Physiol.(1991)

[文献書誌] Sakai,A.,Yamashita,H.,Nemoto,Y.,Kawano,S.& Kuroiwa,T.: "Transcriptional activity of morphologically intact proplastidーnuclei (nucleoids) isolated from tobacco cultured cells." (1991)

[文献書誌] 蘇都莫日根、河野重行、田野茂光、黒岩常祥: "イネ第二葉の老化に先立つ緑葉体DNAの分解とヌクレア-ゼ活性" 日本植物学会第55回大会研究発表記録、. LaD8 (1990)

[文献書誌] 酒井敦、根本泰行、山下博史、河野重行、長田敏行、黒岩常祥: "単離色素体核の<in>_ー <vitro>_ー転写系を用いた色素体遺伝子の転写制御機構の解析" 日本植物学会第55回大会研究発表記録、. LaD8 (1990)

[文献書誌] 河野重行(分担執筆): "現代植物生理学 3 生長と分化、柴岡弘郎編" 朝倉書店, 203 (1990)

[文献書誌] 河野重行(分担執筆): "微生物学ハンドブック、石川辰夫ら編、" 丸善, 711 (1990)

1990 年度 実績報告書

色素体における物質集積機能とその発現の分子機構

研究代表者

河野 重行 東京大学, 理学部, 助手 (70161338)

研究成果

[文献書誌] Sodmergen,Kawano,S.,Tano,S.& Kuroiwa,T.: "Degradation of chloroplast DNA in second leaves of rice (<Oriza>___ー <sativa>___ー) before leaf yellowing." Protoplasma. (1990)

[文献書誌] Nemoto,Y.,Kawano,S.,Nagata,T.& Kuroiwa,T.: "Studies on plastid nuclei (nucleoids) in <Nicotiana>___ー <tabacum>___ー L.IV.Evidence for the association of chloroplast DNA at several specific sites with some proteins in isolated chloroplast nuclei." Plant Cell Physiol.(1991)

[文献書誌] Sakai,A.,Yamashita,H.,Nemoto,Y.,Kawano,S.& Kuroiwa,T.: "Transcriptional activity of morphologically intact proplastidーnuclei (nucleoids) isolated from tobacco cultured cells." (1991)

[文献書誌] 蘇都 莫日根、河野 重行、田野 茂光、黒岩 常祥: "イネ第二葉の老化に先立つ緑葉体DNAの分解とヌクレア-ゼ活性" 日本植物学会第55回大会研究発表記録、. LaD8 (1990)

[文献書誌] 酒井 敦、根本 泰行、山下 博史、河野 重行、長田 敏行、黒岩 常祥: "単離色素体核の<in>___ー <vitro>___ー転写系を用いた色素体遺伝子の転写制御機構の解析" 日本植物学会第55回大会研究発表記録、. LaD8 (1990)

[文献書誌] 河野 重行(分担執筆): "現代植物生理学 3 生長と分化、柴岡弘郎 編" 朝倉書店, 203 (1990)

[文献書誌] 河野 重行(分担執筆): "微生物学ハンドブック、石川辰夫ら編、" 丸善, 711 (1990)

1990 年度実績報告書

河野重行東京大学, 理学部, 助手 (70161338)

[文献書誌] Sodmergen,Kawano,S.,Tano,S.& Kuroiwa,T.: "Degradation of chloroplast DNA in second leaves of rice (<Oriza>_ー <sativa>_ー) before leaf yellowing." Protoplasma. (1990)

[文献書誌] Nemoto,Y.,Kawano,S.,Nagata,T.& Kuroiwa,T.: "Studies on plastid nuclei (nucleoids) in <Nicotiana>_ー <tabacum>_ー L.IV.Evidence for the association of chloroplast DNA at several specific sites with some proteins in isolated chloroplast nuclei." Plant Cell Physiol.(1991)

[文献書誌] 蘇都莫日根、河野重行、田野茂光、黒岩常祥: "イネ第二葉の老化に先立つ緑葉体DNAの分解とヌクレア-ゼ活性" 日本植物学会第55回大会研究発表記録、. LaD8 (1990)

[文献書誌] 酒井敦、根本泰行、山下博史、河野重行、長田敏行、黒岩常祥: "単離色素体核の<in>_ー <vitro>_ー転写系を用いた色素体遺伝子の転写制御機構の解析" 日本植物学会第55回大会研究発表記録、. LaD8 (1990)

[文献書誌] 河野重行(分担執筆): "現代植物生理学 3 生長と分化、柴岡弘郎編" 朝倉書店, 203 (1990)

[文献書誌] 河野重行(分担執筆): "微生物学ハンドブック、石川辰夫ら編、" 丸善, 711 (1990)