葉緑体光定位運動作用機作の解析

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13139203
• 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: 菊池 一浩 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 助手 (50332177) ; 鐘ヶ江 健 東京都立大学, 理学研究科, 助手 (70264588)
• キーワード: 葉緑体 / 光定位運動 / シダ / シロイヌナズナ / フィトトロピン / フィトクロム / 光受容体 / アクチン

研究概要

(1)光受容体の解析 コケはシダ同様に青色光と同時に赤色光にも葉緑体運動を示す。コケのphotsを4種類クローニングしその機能を調べた。その結果PpphotA1 PpphotA2の二重突然変異株では青色光が仲介する葉緑体運動のみならず、フィトクロム依存の葉緑体運動も起こらなくなり、フィトクロムの信号伝達系の下流にphotの信号伝達系が位置することが分かった。またシダのphy3をシロイヌナズナのphot1 phot2二重変異株に遺伝子導入すると、この遺伝子変換植物は赤色光のみならず、青色光でも光屈性を示し、phy3が青色光受容体として働きうることが分かった。
(2)光受容体の機能ドメイン、機能アミノ酸の解析 Phy3のSer/Thrドメインのリン酸化に重要と考えられているアミノ酸を他のアミノ酸に変換した遺伝子を、phy3の欠損突然変異体rap2に一過的に発現させたところ、rap2の機能回復が見られなかったことから、phy3の機能にはSer/Thrドメインが重要な役割を負っていることが分かった。
(3)phot2及びchup1結合タンパク質の探索 phot2及びchup1に結合するタンパク質をyeast two hybrid法などでクローニングしている。どちらも陽性クローンが多数取れてきた段階であり、早急に塩基配列の決定を行う。
(4)集合反応の作用因子の解析 昨年度までに得られた突然変異体の遺伝子jac1とkic1を解析した結果、kic1とjac1の相互作用などが明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] Kagawa T., Wada M.: "Chloroplast avoidance movement rate is fluence dependent."Photochemical & Photobiological Sciences. (in press). (2004)
• [文献書誌] Kagawa T., Kasahara M., Abe T., Koshida S., Wada M.: "Functional analysis of Acphot2 using mutant deficient in blue Light-induced chloroplast avoidance movement of the fern Adiantum capillus-venerisk."Plant Cell Physiology. (in press). (2004)
• [文献書誌] Oikawa K, Kasahara M, Kiyosue T, Kagawa T, Suetsugu F, 他: "CHLOROPLAST UNUSUAL POSITIONING1 is essential for proper chloroplast positioning"Plant Cell. 15. 2805-2815 (2003)
• [文献書誌] Sato Y, Wada M, Kadota A.: "Accumulation response of chloroplasts induced by mechanical stimulation in bryophyte cells"Planta. 216. 772-777 (2003)
• [文献書誌] Iwata T, Nozaki D, Tokutomi S, Kagawa M, Wada M, Kandori H: "Light-induced structural changes in the LOV2 domain of adiantum phytochrome3 studied by low-temperature FTIR and UV-visible spectroscopy"Biochemistry. 42. 8183-8191 (2003)
• [文献書誌] Wada M, Kagawa T, Sato Y: "Chloroplast movement"Annu.Review of Plant Biology. 54. 455-468 (2003)