コケ植物を用いた葉緑体の分裂および細胞内個数制御機構の分子細胞生物学的解析

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15770041
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 高野 博嘉 熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 助教授 (70242104)
• キーワード: 葉緑体 / 葉緑体分裂 / コケ植物 / 変異体ライブラリー / 光合成

研究概要

本研究の目的は、コケ植物を用いて葉緑体の分裂や細胞当りの個数を制御している新規遺伝子の単離にある。当研究室では、既に細胞内葉緑体数が変異したヒメツリガネゴケタグラインを10単離している。本年度は、タグDNAを導入した突然変異体ライブラリーのスクリーニングを更に進め、細胞内葉緑体数が変化しているラインを新たに10ライン単離した。細胞当りの葉緑体数が1.5倍になる1ライン、葉緑体数が減少している7つのラインおよび葉緑体数が減少するとともに細胞の体積が2倍以上になっている2つのラインである。総計20個のラインの葉緑体数に対して分散分析を行い、1/2以下の非常に少ない葉緑体数しか持たない2ライン、葉緑体数が1/2になる7ライン、1/2から1までの間にある4ライン、1.5倍になっている7ラインに分類分けを行った。また、細胞体積と葉緑体数を同時計測し、細胞体積が大きく変動しても、1細胞当りの葉緑体数には変化が見られないことを明らかにした。現在変異体の原因遺伝子を同定するため、変異体のゲノミックライブラリーの作製、Tail PCR、Inverse PCR法によるタグDNA近傍領域の単離を試みている。その結果、いくつかの変異ラインにおいては、リボゾームDNA領域に挿入された薬剤耐性遺伝子が非相同組換えによって他のゲノム領域に入り込んでいることが明らかとなった。現在、これらの領域のクローニングを行っており、原因遺伝子が同定されるものと期待している。

研究成果

• [文献書誌] Izumi, Y., Ono, K., Takano, H.: "Inhibition of Plastid Division by Ampicillin in the Pteridophyte Selaginella nipponica Fr. et Sav."Plant Cell Physiol.. 44. 183-189 (2003)
• [文献書誌] Araki, Y., Takahara, M., Takio, S., Ono, K., Takano, H.: "Two types of plastid ftsZ genes in liverwort, Marchantia polymorpha."Protoplasma. 221. 163-173 (2003)
• [文献書誌] Katayama, N., Takano, H., Sugiyama, M., Takio, S., Tanaka, K., Ono, K.: "Effects of antibiotics that inhibit the bacterial peptidoglycan synthesis pathway on moss chloroplast division."Plant Cell Physiol.. 44. 776-781 (2003)
• [文献書誌] Sasaki, N., Kuroiwa, H., Nishitani, C., Takano, H., Higashiyama, T., Kobayashi T., Shirai, Y., Sakai, A., Kawano, S., Murakami-Murofushi, K., Kuroiwa, T.: "Glom is a novel mitochondrial DNA packaging protein in Physarum polycephalum and causes intense chromatin condensation without suppressing DNA functions."Mol.Biol.Cell. 14. 4758-4769 (2003)
• [文献書誌] Sakaguchi, S., Fukuda, T., Takano, H., Ono, K., Takio, S.: "Photosynthetic Electron Transport Differentially Regulates the Expression of Superoxide Dismutase Genes in Liverwort, Marchantia paleacea var. diptera."Plant Cell Physiol.. in press. (2004)
• [文献書誌] Murao, K., Takamiya, M., Kanji, O., Takano, H., Takio, S.: "Copper deficiency induced expression of Fe-superoxide dismutase gene in the fern, Matteuccia struthiopteris."Plant Physiol.Biochem.. in press. (2004)