黄色植物で発見された新奇bZIP-LOV蛋白質の構造と機能の解明

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17084001
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 片岡 博尚 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 准教授 (30108568)
• 研究分担者: 新免 輝男 兵庫県立大学, 大学院・生命理学研究科, 教授 (80114510) ; 菊山 宗弘 新潟大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (90131010) ; 高橋 文雄 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 研究支援者 (60332318)
• 連携研究者: 石川 美恵 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 大学院生,日本学術振興会特別研究員 ; 菊山 宗弘 新潟大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (90131010) ; 本村 泰三 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 教授 (30183974)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2009
• キーワード: オーレオクロム / 青色光受容体 / 黄色植物 / bZIP-LOV / LOV蛋白 / フシナシミドロ / 転写因子 / 遺伝子発現

研究概要

黄色植物とは褐藻,黄緑色藻や珪藻などの葉緑体をもつストラメノパイルを指す.黄色植物は地球上の一次生産の約半分を担っている.我々は黄緑色藻フシナシミドロから新奇の転写因子bZIPドメインと青色光センサーLOVドメインをもつ青色光受容体を発見し,オーレオクロムと名づけた.オーレオクロムは青色光で活性化する転写因子で,黄色植物だけに保存されていた.フシナシミドロでは枝原基や生殖器官の形成を制御しているが,褐藻など他の黄色植物での機能はまだ不明である.オーレオクロムの青色光センサーであるLOVドメインの系統樹を求めたところ,黄色植物は共通の祖先から進化したことが分かった.緑色植物と黄色植物でそれぞれ特異的に進化した異なる青色光受容体が働いていることは植物の進化を考える上で興味深い.

研究成果

• [雑誌論文] Distribution and phylogeny of the blue-ligh treceptors aureochromes in eukaryotes. (2009)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, M., Takahashi, F., Nozaki, H., Nagasato, C., Motomura, T., Kataoka, H.
  • 雑誌名: Planta 230 ページ: 543-552
  • 査読あり
• [雑誌論文] AUREOCHROME, aphotoreceptor required for photomorphogenesis in stramenopiles. (2007)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, F., Yamagata, D., Ishikawa, M., Fukamatsu, Y., Ogura, Y., Kasahara, M., Kiyosue, T., Kikuyama, M., Wada, M., Kataoka, H.
  • 雑誌名: PNAS 104(49) ページ: 19625-19630
  • 査読あり
• [雑誌論文] Origin of thesecondary plastids of Euglenophyta and Chlorarachniophyta as revealed by ananalysis of theplastid-targeting nuclear-encoded gene psbO. (2007)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, F., Okabe, Y., Sekimoto, H., Ito, M., Kataoka, H., Nozaki, H.
  • 雑誌名: J. Phycol. 43 ページ: 1302-1309
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of blue light on gametophyte development of Laminaria japonica(Laminariales, Phaeophyta). (2005)
  • 著者名/発表者名: Shi, C., Kataoka, H., Duan, D.
  • 雑誌名: Chinese J. Oceanology and limnology 23 ページ: 323-329
  • 査読あり
• [学会発表] The blue light receptor AUREOCHROME is specific to stramenopile algae. Memorial Symposium for (2009)
  • 著者名/発表者名: Kataoka, H. Takahashi, F., Ishikawa, M.
  • 学会等名: the 25th International Prize for Biology"Biology of Sensing"Celebrating Dr. Winslow R. Briggs.
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20091202-20091203
• [学会発表] Phylogenic position of the bZIP-LOV photoreceptor aureochrome. (2009)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, M., Takahashi, F., Kataoka, H.
  • 学会等名: International Congress on Photobiology
  • 発表場所: Dusseldorf
  • 年月日: 20090618-20090623
• [学会発表] STRAMENOPILE専用の青色光受容体オーレオクロム(AUREOCHROME). (2009)
  • 著者名/発表者名: 石川美恵, 高橋文雄, 片岡博尚
  • 学会等名: 日本藻類学会第33回大会
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 20090326-20090329
• [学会発表] AUREOCHROME, the newly discovered blue light receptor specific to Stramenopile algae. (2008)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, M., Takahashi, F. Kataoka, H.
  • 学会等名: International Symposium on Protistology-Evolution and Diversity
  • 発表場所: Tsukuba
  • 年月日: 20081108-20081109
• [学会発表] Aureochrome, the blue light-activated transcription factor, is conserved in Stramenopile algae. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kataoka, H., Takahashi, F., Ishikawa, M.
  • 学会等名: 34th Meeting of the American Society for Photobiology.
  • 発表場所: Burlingame, CA
  • 年月日: 20080620-20080625
• [学会発表] AUREOCHROME:the newly discovered blue-1ight receptor of Stramenopiles. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kataoka, H.
  • 学会等名: Gordon Conference on Photosensory Receptors & Signal Trsansduction.
  • 発表場所: Ventura, CA
  • 年月日: 20080127-20080201
• [学会発表] Anewly discovered blue light receptor of heterokonts. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kataoka, H., Takahashi, F., Ishikawa, M.
  • 学会等名: 10th International Colloquium on Endocytobiology and Symbiosis
  • 発表場所: Gmunden, Austria
  • 年月日: 20070910-20070913
• [学会発表] 黄色植物特有のbZIP-LOV青色光受容体オーレオクロムを発. (2007)
  • 著者名/発表者名: 片岡博尚, 高橋文雄
  • 学会等名: 第48回日本植物生理学会年会シンポジウム「LOV光受容体研究の新展開と展望」.
  • 発表場所: 松山
  • 年月日: 20070328-20070330
• [学会発表] フシナシミドロで発見したAUREOCHROMEは黄色植物(Stramenopiles)に共通の青色光受容体である. (2007)
  • 著者名/発表者名: 石川美恵, 高橋文雄, 野崎久義, 長里千香子, 本村泰三, 片岡博尚
  • 学会等名: 第48回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 松山
  • 年月日: 20070328-20070330
• [図書] 黄色植物専用の青色光受容体オーレオクロム. 蛋白質核酸酵素 (2009)
  • 著者名/発表者名: 片岡博尚, 高橋文雄, 石川美恵
  • 総ページ数: 267-275
• [図書] フシナシミドロ光形態形成運動の青色光受容体 (2007)
  • 著者名/発表者名: 片岡博尚, 高橋文雄, 石川美恵
  • 総ページ数: 20-22
  • 出版者: NTS出版
• [備考] 日刊工業新聞2007年11月6日報道
  • URL: http://www.ige.tohoku.ac.jp/outou/outou-j/kataoka-j.html
• [備考] 河北新報2007年11月7日報道
  • URL: http://www.lifesci.tohoku.ac.jp/teacher/biomolecular/ts_kataoka.html
• [備考] Reuter通信2007年11月6日配信
  • URL: http://jglobal.jst.go.jp/public/20090422/200901012903909010
• [備考] 東日本放送スーパーJチャンネル取材2007年11月7日放送
• [産業財産権] 遺伝子発現制御方法, それに用いる遺伝子組み換え用ベクターおよび遺伝子発現制御キット (2010)
  • 発明者名: 清末知宏, 小倉康裕, 深松陽介, 片岡博尚, 高橋文雄
  • 権利者名: 清末知宏, 小倉康裕, 深松陽介, 片岡博尚, 高橋文雄
  • 公開番号: 特許・特開2009-50175
  • 出願年月日: 2010-03-12
• [産業財産権] 遺伝子発現制御方法, それに用いる遺伝子組み換え用ベクターおよび遺伝子発現制御キット (2008)
  • 発明者名: 清末知宏, 小倉康裕, 深松陽介, 片岡博尚, 高橋文雄
  • 権利者名: 清末知宏, 小倉康裕, 深松陽介, 片岡博尚, 高橋文雄
  • 産業財産権番号: 特許・特願2007-217666
  • 出願年月日: 2008-08-23