2022 年度研究成果報告書

GUNプラスチドシグナル伝達の分子機構と植物陸上化にともなう進化の研究

研究課題

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研究課題/領域番号	17K07444
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	植物分子・生理科学
研究機関	京都大学
研究代表者	望月伸悦京都大学, 理学研究科, 助教 (60280939)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2023-03-31
キーワード	プラスチドレトログレードシグナル / 葉緑体 / PPR
研究成果の概要	プラスチドシグナル伝達新規GUN遺伝子の同定と、シグナル中心因子であるGUN1の分子機能の進化について調べた。（1）tRNA塩基修飾因子およびcarboxypeptidase様タンパクをコードする候補遺伝子が得られた。（2）シャジクモ、ゼニゴケ、シロイヌナズナGUN1遺伝子を用いて生理機能比較を行ったところ、プラスチド依存的な核遺伝子の発現調節機能は、GUN1の進化初期から保存されていることがわかった。RNA編集の調節については、植物が陸上進出以降に獲得されたと考えられる。プラスチド内の翻訳調節への関与は、すくなくとも苔類では獲得されていなかったことがわかった。
自由記述の分野	植物分子遺伝学
研究成果の学術的意義や社会的意義	GUNシグナルを初めとするレトログレードシグナルについては、ハイインパクトな雑誌に報告が相次いでいるが、シグナルの実体や分子機構の詳細は不明である。また、植物の緑化はフィトクロムなど光受容体が主に制御すると考えられてきたが、プラスチドシグナルも大きな役割を果たす事が分かりつつあり、本研究で緑化制御の新たな理解が進むと期待される。PPRについては、GUN1が属するPPR-SMRタンパクは未知の部分が多く、本研究による分子機構解明がそのブレイクスルーになる。GUNシグナルの進化について理解が進めば、植物陸上化におけるGUN1シグナルとプラスチド進化のつながりと生物学的意義が明らかになる。