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2020 年度 実施状況報告書

概日時計リセット機構から探る緑藻の新奇光受容伝達経路

研究課題

研究課題/領域番号 19K06720
研究機関名古屋大学

研究代表者

松尾 拓哉  名古屋大学, 遺伝子実験施設, 講師 (00452201)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード概日時計 / 緑藻 / クラミドモナス / ROC15
研究実績の概要

モデル緑藻クラミドモナスの研究から、緑藻の持ついくつかの光受容体が見つかってきた。それらはいずれも、紫外線から緑色光までの波長域に吸収極大をもつ光受容体である。一方、クラミドモナスは赤などの長波長域の光に対する応答も示す。その代表例が概日時計のリセットである。リセットには可視光域のほぼ全ての波長の光が有効であるが、とりわけ赤色光の効果が大きい(Kondo et al., 1991, Plant Physiol., 95:197-205)。植物の赤色光受容体としてフィトクロムが知られている。多くの真核藻類でゲノム解析が進んだ結果、真核藻類にはフィトクロムを持つものと持たないものが存在することが分かってきた(Duanmu et al., 2014, PNAS, 111:15827-32)。クラミドモナスはフィトクロムを持たないため(Merchant et al., 2007, Science, 318:245-50)、どのようにして赤色光に応答しているのかはほとんど解っていない。そこで本研究では、クラミドモナスの概日時計のリセットの引き金であるROC15タンパク質の光依存的分解(Niwa et al., 2013, PNAS, 110:13666-71)を手がかりとして、緑藻の持つ未知の赤色光受容伝達機構に迫る。
今年度はROC15光誘導性分解の関連因子であるpCRY, B19[仮名]の解析を進めた。HAタグを融合したpCRY遺伝子をクラミドモナスの核ゲノムに組み込み、pCRYタンパク質の光応答の解析を可能にした。その結果、pCRYの光応答はROC15と同様の機構で引き起こされることが明らかとなった。また、B19遺伝子変異体の概日リズム解析から、B19は概日時計の振動機構自体への関与は強くないが、そのリセット機構には不可欠な因子であることが明らかなとなった。

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

当初予定していた、ROC15光誘導性分解の関連因子であるpCRY, B19[仮名]の解析が概ね計画通り進んだため。

今後の研究の推進方策

引き続きpCRY、B19の解析を進めると共に、予定していたいCSLの解析を平行して進める。

次年度使用額が生じた理由

培養法や生物発光測定法の改良により技術補佐員を雇用せずに研究が遂行できたことと、コロナ禍により出張の中止があったため。生じた次年度使用額は、技術補佐員の雇用とCSL相互作用因子の解析の拡充に当てる。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] The role of ROC75 as a daytime component of the circadian oscillator in Chlamydomonas reinhardtii.2020

    • 著者名/発表者名
      Matsuo T, Iida T, Ohmura A, Gururaj M, Kato D, Mutoh R, Ihara K, Ishiura M
    • 雑誌名

      PLOS Genet.

      巻: 16 ページ: e1008814

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1008814

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Methylation deficiency disrupts biological rhythms from bacteria to humans.2020

    • 著者名/発表者名
      Fustin JM, Ye S, Rakers C, Kaneko K, Fukumoto K, Yamano M, Versteven M, Grunewald E, Cargill S, Tamai TK, Xu Y, Jabbur ML, Kojima R, Lamberti M, Yoshioka-Kobayashi K, Whitmore D, Tammam S, Howell PL, Kageyama R, Matsuo T, Stanewsky R, Golombek D, Johnson CH, Kakeya H, Ooijen GV, Okamura H
    • 雑誌名

      Commun. Biol.

      巻: 3 ページ: 211

    • DOI

      10.1038/s42003-020-0942-0

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 緑藻は転写抑制により目覚める2021

    • 著者名/発表者名
      松尾拓哉
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会年会シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] クラミドモナスの概日時計をリセットする光受容伝達機構2021

    • 著者名/発表者名
      松尾拓哉
    • 学会等名
      第14回クラミドモナス研究会
  • [学会発表] 転写に依存しない概日振動体の研究における緑藻植物の可能性2020

    • 著者名/発表者名
      松尾拓哉
    • 学会等名
      第27回日本時間生物学会学術大会シンポジウム
    • 招待講演

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公開日: 2021-12-27  

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