葉緑体光定位運動作用機作の解析

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13139203
• 研究種目: 特定領域研究(B)
• 研究機関: 東京都立大学
• 研究代表者: 和田 正三 東京都立大学, 理学研究科, 教授 (60011681)
• 研究分担者: 清末 知宏 香川大学, 遺伝子実験施設, 助教授 (80241248) ; 菊池 一浩 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所・情報制御部門, 助手 (50332177) ; 鐘ケ江 健 東京都立大学, 理学研究科, 助手 (70264588)
• キーワード: 青色光受容体 / フォトトロピン / シロイヌナズナ / シダ / 気孔開口 / カルシウムチャネル / ミオシン / 葉緑体光定位運動

研究概要

シダ青色光受容体の解析 シダの葉緑体運動の強光反応に対する青色光受容体がシロイヌナズナでと同様phot2であることが,シダの突然変異体の遺伝子解析と,突然変異体への遺伝子導入による機能回復実験から明らかになった.
phot1,phot2の気孔開口への関与 phot1 phot2の二重突然変異株を使用して,phot1 phot2がシロイヌナズナの気孔開口の光受容体であることを証明した.両光受容体はともに気孔開口に関与しており,二重突然変異体で始めて気孔開口が完全に抑えられることが分かった.
phot1,phot2のカルシウムチャネル活性化への関与 phot1,phot2が過分極に依存してカルシウムを細胞内に取り込むカルシウムチャネルを活性化させることに働く光受容体であることが,phot1,phot2突然変異体を使用して実験で明らかになった.
信号伝達初期過程に関与する遺伝子のクローニング 弱光反応が欠損したシロイヌナズナの突然変異体2種類の原因遺伝子をクローニングし,今までに機能の分かっていない新規な遺伝子であることが判明した.これらの突然変異体は強光反応は正常であるため,弱光反応の光受容直後の信号伝達の初期に欠損があると推定される.
シダミオシン遺伝子の単離 葉緑体運動への関与が強く示唆されるミオシンの分子種を決定するためにシダからミオシン遺伝子を単離した.植物ミオシンのクラスVIIIとクラスXI類似配列をもつミオシン遺伝子が一つずつ単離され,完全配列を決定した.このどちらが葉緑体運動に関与しているかはまだ決定されていない.
葉緑体の暗黒定位が欠損した突然変異体の単離 葉緑体光定位運動を理解するために,暗黒下での定位運動に関与する遺伝子を明らかにする目的で,突然変異体をスクリーニングした.

研究成果

• [文献書誌] Imaizumi, Takato: "Cryptochrone light signals control development to suppress auxin sensitivity in the moss Physcomitrella patens"Plant Cell. 14(in press). (2002)
• [文献書誌] Schulz, T.F.: "A role for LKP2 in circadian clock of Arabidopsis"Plant Cell. 13. 2659-2670 (2001)
• [文献書誌] Kinoshita, T.: "Phot1 and phot2 mediate blue light regulation of stomatal opening"Nature. 414. 656-660 (2001)
• [文献書誌] Sato, Y.: "External Ca^<2+> is essential for chloroplast movement induced by mechanical stimulation but not by light stimulation"Plant Physiology. 127. 497-504 (2001)
• [文献書誌] Sakai, T.: "Arabidopsis nphl and npll:Blue-light receptors that mediate both phototropism and chloplast relocation"Procedings of National Academy of Sciences,USA. 98. 6969-6974 (2001)
• [文献書誌] Briggs, W.R.: "The phototropin family of photoreceptors"Plant Cell. 13. 993-997 (2001)