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2015 年度 実施状況報告書

海洋性珪藻新規ピレノイド因子の機能同定~海洋一次生産を担う葉緑体機能のモデル化~

研究課題

研究課題/領域番号 15K21531
研究機関関西学院大学

研究代表者

菊谷 早絵  関西学院大学, 理工学研究科, 博士研究員 (00709272)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワード無機炭素濃縮機構 / タンパク質 / 光合成 / タンパク質間相互作用
研究実績の概要

これまでLCIBホモログとしていた因子を,他の生物との保存性の高い約100アミノ酸の領域をCys, Gly, His rich(CGHR) domainと名付け,その生化学的機能の同定を行った.海洋性羽状目珪藻Phaeodactylum tricornutumのCGHR familyタンパク質の一つであるPt43233を大腸菌で発現させ精製し,その酵素活性を測定することにより機能の同定を行った.また,珪藻内で発現させたPt43233:GFPタンパク質をGFP抗体を用いて免疫沈降を行い,酵素活性測定を行った結果,高い炭酸脱水酵素活性が得られ,CGHR familyは新規の炭酸脱水酵素であることが明らかとなった.
また,P. tricornutumにおける新規ピレノイド局在タンパク質を探索するため,光クロスリンク実験を行い,ピレノイドに局在する炭酸固定酵素RubisCOと架橋するタンパク質の同定を行った.その結果,いくつかの候補因子が得られ,そのGFP融合タンパク質をP. tricornutumにおいて発現させることにより局在観察を行った.その結果,一つの機能未知因子がピレノイド周辺に局在することがわかった.現在この因子の機能同定のため,発現抑制体の作製を試みている.
同様の光クロスリンク実験を海洋性中心目珪藻Thalassiosira pseudonanaにおいても行うため,架橋剤の取り込み条件の検討を行った.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

RubisCO抗体を用いた免疫沈降実験では,架橋により形成された超分子複合体が大きすぎるためか沈降されないという問題が生じたが,スクロース密度勾配遠心によりRubisCOを含む画分を分画する等条件検討が必要となった.密度勾配遠心後の画分から,RubisCOとともに検出された因子の中にピレノイド周辺に局在することが示唆される因子が得られた.ピレノイドの構造や機能の解明に繋がる因子であることが示唆され,今後の研究の進展が期待される.

今後の研究の推進方策

P. tricornutumにおいては,新規のピレノイド関連因子が得られたので,その機能同定を中心に行う.
海洋性中心目珪藻においても同様の実験を行い,ピレノイドの構造や機能について珪藻における普遍性について検討する.T. pseudonanaにおいては,すでにP. tricornutumにおいてピレノイドおよびその近傍への局在が明らかになっている因子について局在及び機能の同定を試みる.

次年度使用額が生じた理由

当初国際学会参加のための旅費を計上する予定であったが,参加登録が前年度であったため,旅費の支出額が大幅に減少した.

次年度使用額の使用計画

これまでに羽状目珪藻P. tricornutumにおいて有力なピレノイド因子が得られているため,中心目珪藻においても同様の実験を進めるための試薬購入にあてる.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2016 2015

すべて 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] in vivo感光架橋技術を用いた海洋性珪藻の新規ピレノイド因子の探索2016

    • 著者名/発表者名
      大久保亮佑,菊谷早絵,辻敬典,松田祐介
    • 学会等名
      第7回日本光合成学会
    • 発表場所
      東京理科大学 (東京)
    • 年月日
      2016-05-27 – 2016-05-28
  • [学会発表] Isolation of novel pyrenoidal components from the marine diatom, Phaeodactylum tricornutum2016

    • 著者名/発表者名
      森島菜摘,菊谷早絵,松田祐介
    • 学会等名
      第57回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岩手大学 (岩手県・盛岡市)
    • 年月日
      2016-03-18 – 2016-03-20
  • [学会発表] The novel protein localized in pyrenoid-penetrating thylakoid in a marine diatom, Phaeodactylum tricornutum2015

    • 著者名/発表者名
      Kikutani S, Miyatake A, Nagasato C and Matsuda Y
    • 学会等名
      第2回分子珪藻研究会
    • 発表場所
      関西学院大学大阪梅田キャンパス (大阪府・大阪市)
    • 年月日
      2015-11-28 – 2015-11-29
  • [学会発表] 藻類の高効率光合成に関わる新規チラコイド因子2015

    • 著者名/発表者名
      菊谷早絵,宮武愛,長里千香子,松田祐介
    • 学会等名
      日本植物学会第79回大会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ:新潟コンベンションセンター (新潟県・新潟市)
    • 年月日
      2015-09-06 – 2015-09-08
  • [学会発表] The novel protein localized in pyrenoid-penetrating thylakoid in a marine diatom, Phaeodactylum tricornutum2015

    • 著者名/発表者名
      Kikutani S, Miyatake A, Nagasato C and Matsuda Y
    • 学会等名
      Molecular Life of Diatoms 2015
    • 発表場所
      シアトル (アメリカ)
    • 年月日
      2015-07-07 – 2015-07-10
    • 国際学会
  • [学会発表] 海洋性珪藻における新規葉緑体因子の局在と機能解析2015

    • 著者名/発表者名
      二川 舞,菊谷早絵,宮武愛,長里千香子,松田祐介
    • 学会等名
      第6回日本光合成学会
    • 発表場所
      岡山国際国際交流センター (岡山県・岡山市)
    • 年月日
      2015-05-22 – 2015-05-23

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公開日: 2017-01-06  

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