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植物は様々な光環境条件下において最適な光合成を行うために、葉緑体のチラコイド膜上に存在する光合成集光装置の大きさを調節する。その集光装置の大きさの調節には、クロロフィリドaオキシゲナーゼ(CAO)によって合成されるクロロフィルbが必要である。そのためCAOの蓄積量を制御することは、集光装置の大きさを調節するために重要である。CAOの蓄積量の制御機構には、Aドメインと名付けられたCAO自身のN末端領域に存在するアミノ酸配列が必要であることが近年明らかにされた。しかし、葉緑体内における調節機構について未解明な部分が多く残されている。
申請者は、CAOの蓄積量制御におけるクロロフィルbによるフィードバック機構の解析を行っている。そのために、CAO遺伝子の発現を熱誘導性プロモーターでコントロールするシロイヌナズナ形質転換株の作成を試みている。現在までに得られた形質転換株において、熱誘導によるクロロフィルb蓄積量の変化が観察された。今後、詳細な条件検討を行い、得られた形質転換株におけるCAOの蓄積量を解析する予定である。また、Aドメインの生理学的役割を明らかにするために、Aドメインを除去したCAOを強制発現するシロイヌナズナ形質転換株を解析した。その結果、発芽種子の緑化過程においてCAOの蓄積量の制御機構が光阻害からの防御に必要であることが明らかになった。さらにこの解析を進める予定である。
最近、CAOの蓄積量の制御機構には葉緑体プロテアーゼのサブユニットの一つであるClpCが必要であることが明らかになった。その研究において、申請者は変異株の作出と選抜において研究協力を行った。
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