葉緑体光定位運動における新規アクチン構造の機能解析

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20227001
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 植物分子生物・生理学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 和田 正三 九州大学, 大学院・理学研究院, 特任教授 (60011681)
• 研究分担者: 門田 明雄 首都大学東京, 理工学研究科, 教授 (60152758) ; 鐘ヶ江 健 首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (70264588)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2012
• キーワード: 葉緑体 / アクチン繊維 / 光応答 / フォトトロピン / シロイヌナズナ / シダ

研究概要

葉緑体光定位運動、特に逃避運動について、移動に伴うcp-アクチン繊維とその重合・維持に関与する蛋白質因子、運動に関わる因子の詳細な解析を行った。その結果、cp-アクチン繊維は細胞質のアクチン繊維とは異なる構造と挙動を示すこと、葉緑体運動にはミオシン分子は関与しないこと、逃避反応を仲介する光受容体phot2は葉緑体包膜上に存在すること、早急な逃避運動にはcp-アクチン繊維の急速な消失が必要であり、最終的には0.3μmの断片まで短くなって消失すること、等を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Chloroplastscontinuously monitor photoreceptorsignals during accumulation movement (2013)
  • 著者名/発表者名: Tsuboi, H., M. Wada
  • 雑誌名: J.Plant Research 巻: (in press)
  • DOI: DOI:10.1007/s10265-012-0542-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rapid severing andmotility of cp-actin filaments arerequired for the chloroplast avoidanceresponse (2013)
  • 著者名/発表者名: Kong, S.-G., Y. Arai, N. Suetsugu, T.Yanagida, M. Wada
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 25 ページ: 572-590
  • DOI: DOI:org/10.1105/tpc.113.109694
  • 査読あり
• [雑誌論文] Both LOV1 and LOV2 domains ofphototropin2 function as thephotosensory domain for hypocotylphototropic response in Arabidopsisthaliana (Brassicaceae) (2013)
  • 著者名/発表者名: Suetsugu, N., S.-G. Kong, M. Kasahara,M. Wada
  • 雑誌名: Amer. J. Bot 巻: 100 ページ: 60-69
  • DOI: DOI:10.3732/ajb.1200308
  • 査読あり
• [雑誌論文] carboxy-terminal membraneassociation domain of phototropin 2 isnecessary for chloroplast movements (2013)
  • 著者名/発表者名: Kong, S.-G., T. Kagawa, M. Wada, A.Nagatani A
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 54 ページ: 57-68
  • DOI: DOI:10.1093/pcp/pcs132
  • 査読あり
• [雑誌論文] Antagonistic regulation of leafflattening by phytochrome B andphototropin in Arabidopsis thaliana (2013)
  • 著者名/発表者名: Kozuka, T., N. Suetsugu, M. Wada, A.Nagatani
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 54 ページ: 69-79
  • DOI: DOI:10.1093/pcp/pcs134
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bothphototropin 1 and 2 localize on thechloroplast outer membrane with distinctlocalization activity (2013)
  • 著者名/発表者名: Kong, S.-G., N. Suetsugu, S. Kikuchi, M.Nakai, A. Nagatani, M. Wada
  • 雑誌名: Plant CellPhysiol 巻: 54 ページ: 80-92
  • DOI: DOI:10.1093/pcp/pcs151
  • 査読あり
• [雑誌論文] Green plants andphotosynthetic stramenopiles evolved thespecific LOV blue light receptor proteinfamilies: Phototropin, ZTL/FKF1/LKP2,and Aureochrome. (2013)
  • 著者名/発表者名: Suetsugu, N., M. Wada
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 54 ページ: 8-23
  • DOI: DOI:10.1093/pcp/pcs165
  • 査読あり
• [雑誌論文] Resent advances in theunderstanding of fern responses to light (2013)
  • 著者名/発表者名: Wada, M
  • 雑誌名: Fern Gazette 巻: 19 ページ: 97-115
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chloroplasts movetowards the nearest anticlinal wallsunder dark condition (2012)
  • 著者名/発表者名: Tsuboi, H., M. Wada
  • 雑誌名: J. Plant Research 巻: 125 ページ: 301-310
  • DOI: DOI:10.1007/s10265-011-0433-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distribution patternchanges of actin filaments duringchloroplasts movement in Adiantumcapillus-veneris (2012)
  • 著者名/発表者名: Tsuboi, H., M. Wada
  • 雑誌名: J. Plant Research 巻: 125 ページ: 417-428
  • DOI: DOI:10.1007/s10265-011-0444-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Red light-induced phytochromerelocation into the nucleus in Adiantumcapillus-veneris (2012)
  • 著者名/発表者名: Tsuboi, H., S. Nakamura, E. Schafer, M.Wada
  • 雑誌名: Molecular Plant 巻: 5 ページ: 611-618
  • DOI: DOI:10.1093/mp/ssr119
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epigeneticmemory of DNAi mediated by cytosinemethylation and histone modification infern (2012)
  • 著者名/発表者名: Tsuboi, H., K. Sutoh, M. Wada
  • 雑誌名: Plant Signal. Behav 巻: 7 ページ: 1477-1483
  • URL: http://dx.doi.org/10.4161/psb.21974
  • 査読あり
• [雑誌論文] The KACfamily of kinesin-like proteins isessential for the attachment ofchloroplasts to the plasma membrane inland plants (2012)
  • 著者名/発表者名: Suetsugu N, Y. Sato, H. Tsuboi, M.Kasahara, T. Imaizumi, T. Kagawa, Y.Hiwatashi, M. Hasebe, M. Wada
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 53 ページ: 1854-1865
  • DOI: DOI:10.1093/pcp/pcs133
  • 査読あり
• [雑誌論文] CHUP1 mediates actin-basedlight-induced chloroplast movement inthe moss Physcomitrella patens (2012)
  • 著者名/発表者名: Usami, H., T. Maeda, Y. Fujii, K. Oikawa,F. Takahashi, T. Kagawa, M. Wada, M.Kasahara
  • 雑誌名: Planta 巻: 236 ページ: 1889-1897
  • DOI: DOI:10.1007/s00425-012-1735-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novelprotein-protein interaction familyproteins involved in chloroplastmovement response (2011)
  • 著者名/発表者名: Kodama,Y., N. Suetsugu, M. Wada
  • 雑誌名: Plant Signal. Behav 巻: 6 ページ: 483-490
  • DOI: DOI:10.4161/psb.6.4.14784
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chloroplasts canmove in any direction to avoid stronglight (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsuboi, H., M. Wada
  • 雑誌名: J. Plant Research 巻: 124 ページ: 201-210
  • DOI: DOI:10.1007/s10265-010-0364-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chloroplastactin filaments organize meshwork on thephotorelocated chloroplasts in the mossPhyscomitrella patens (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamashita, H., Y. Sato, T. Kanegae, T.Kagawa, M. Wada, A. Kadota
  • 雑誌名: Planta 巻: 233 ページ: 357-368
  • DOI: DOI:10.1007/s00425-010-1299-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Red light, phot1 and JAC1modulate phot2-dependent reorganizationof chloroplast actin filaments andchloroplast avoidance movement (2011)
  • 著者名/発表者名: Ichikawa, S., N. Yamada, N. Suetsugu, M.Wada, A. Kadota
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 52 ページ: 1422-1432
  • DOI: DOI:10.1093/pcp/pcr087
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phototropin-dependent biasedrelocalization of cp-actin filaments canbe induced even when chloroplast movementis inhibited (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamada, N., N. Suetsugu, M. Wada, A.Kadota
  • 雑誌名: Plant Signal. Behav 巻: 6 ページ: 1651-1653
  • DOI: DOI:10.4161/psb.6.11.17767
  • 査読あり
• [雑誌論文] Speed of signaltransfer in the chloroplast accumulationresponse (2010)
  • 著者名/発表者名: Tsuboi, H., M. Wada
  • 雑誌名: J. Plant Research 巻: 123 ページ: 381-390
  • DOI: DOI:10.1007/s10265-009-0284-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two kinesin-like proteins mediateactin-based chloroplast movement inArabidopsis thaliana (2010)
  • 著者名/発表者名: Suetsugu, N., N. Yamada, T. Kagawa, H.Yonekura, T. Q. P. Uyeda, A. Kadota, M.Wada
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad.Sci. USA 巻: 107 ページ: 8860-8865
  • DOI: DOI:10.1073/pnas.0912773107
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallographic and functionalanalyses of J-domain of JAC1 essentialfor chloroplast photorelocation movementin Arabidopsis thaliana (2010)
  • 著者名/発表者名: Takano, A., N. Suetsugu, M. Wada, D.Kohda
  • 雑誌名: Plant CellPhysiol 巻: 51 ページ: 1372-1376
  • DOI: DOI:10.1093/pcp/pcq089
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two interacting coiled-coilproteins, WEB1 and PMI2, maintain thechloroplast photorelocation movementvelocity in Arabidopsis (2010)
  • 著者名/発表者名: Kodama, Y., N. Suetsugu, S.-G. Kong, M.Wada
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad.Sci. USA 巻: 107 ページ: 19591-19596
  • DOI: DOI:10.1073/pnas.1007836107
  • 査読あり
• [雑誌論文] The speed of intracellular signal transfer forchloroplast movement (2010)
  • 著者名/発表者名: Tsuboi, H., M. Wada
  • 雑誌名: Plant Signal.Behav 巻: 5 ページ: 433-435
  • URL: http://dx.doi.org/10.4161/psb.5.4.11338
• [雑誌論文] Why have chloroplasts developed a unique motility system? (2010)
  • 著者名/発表者名: Suetsugu, N., V.V. Dolja and M. Wada
  • 雑誌名: Plant Signal. Behav 巻: 5 ページ: 1190-1196
  • DOI: DOI:10.4161/psb.5.10.12802
• [雑誌論文] Structure and activity of JAC1J-domain implicate the involvement of thecochaperone activity with HSC70 inchloroplast photorelocation movement (2010)
  • 著者名/発表者名: Suetsugu, N., A. Takano, D. Kohda, andM. Wada
  • 雑誌名: Plant Signal. Behav 巻: 5 ページ: 1592-1596
  • DOI: DOI:10.4161/psb.5.12.13915
• [雑誌論文] Bluelight-induced phototropism ofinflorescence stems and petioles ismediated by phototropin family membersphot1 and phot2 (2009)
  • 著者名/発表者名: Kagawa, T., M. Kimura, M. Wada
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 50 ページ: 1774-1785
  • DOI: DOI:10.1093/pcp/pcp119
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chloroplasts do not have a polarity forlight-induced accumulation movement (2009)
  • 著者名/発表者名: Tsuboi, H., H. Yamashita, M. Wada
  • 雑誌名: J.Plant Research 巻: 122 ページ: 131-140
  • DOI: DOI:10.1007/s10265-008-0199-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simultaneousvisualization of two protein complexes ina single plant cell using multicolorfluorescence complementation analysis (2009)
  • 著者名/発表者名: Kodama, Y., M. Wada
  • 雑誌名: Plant Mol. Biol 巻: 70 ページ: 211-217
  • DOI: DOI:10.1007/s11103-009-9467-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shortactin-based mechanism for lightdirected chloroplast movement inArabidopsis (2009)
  • 著者名/発表者名: Kadota, A., N. Yamada, N. Suetsugu, M.Hirose, C. Saito, K. Shoji, S. Ichikawa,T. Kagawa, A. Nakano, M. Wada
  • 雑誌名: Proc. Natl Acad. Sci. USA 巻: 106 ページ: 13106-13111
  • DOI: DOI:10.1073/pnas.0906250106
  • 査読あり
• [雑誌論文] Blue light diminishes interaction ofPAS/LOV proteins, putative blue lightreceptors in Arabidopsis thaliana, withtheir interacting partners (2008)
  • 著者名/発表者名: Ogura, Y., A. Komatsu, K. Zikihara, T.Nanjo, S. Tokutomi, M. Wada, T. Kiyosue
  • 雑誌名: J. PlantResearch 巻: 121 ページ: 97-105
  • DOI: DOI:10.1007/s10265-007-0118-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low temperature-induced chloroplastrelocation mediated by a blue lightreceptor, phototropin 2, in ferngametophytes (2008)
  • 著者名/発表者名: Kodama, Y., H. Tsuboi, T. Kagawa, M. Wada
  • 雑誌名: J. Plant Research 巻: 121 ページ: 441-448
  • DOI: DOI:10.1007/s10265-008-0165-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chloroplastouter envelope protein CHUP1 is essentialfor chloroplast anchorage to the plasmamembrane and chloroplast movement (2008)
  • 著者名/発表者名: Oikawa, K., A. Yamasato, S.-G. Kong, M.Kasahara, M. Nakai, F. Takahashi, Y. Ogura, T. Kagawa, M. Wada
  • 雑誌名: Plant Physiol 巻: 148 ページ: 829-842
  • DOI: DOI:org/10.1104/pp.108.123075
  • 査読あり
• [学会発表] How to deal with a plantmaterial? (2012)
  • 著者名/発表者名: Wada, M
  • 学会等名: In the case of Adiantumcapillus-veneris. Marchantia Workshop2012 at Aso
  • 発表場所: Aso, Japan
  • 年月日: 20121115-17
• [学会発表] Molecular mechanism ofchloroplast photorelocation movement (2012)
  • 著者名/発表者名: Wada, M
  • 学会等名: The 1st International Symposium on PlantEnvironmental Sensing, Todaiji CultureCenter
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 年月日: 20120319-21
• [学会発表] Phototropin involvement inchloroplast movement (2012)
  • 著者名/発表者名: Wada, M
  • 学会等名: GRC PhotosensoryReceptors & Signal Transduction,Galveston
  • 発表場所: TX, USA
  • 年月日: 20120122-27
• [学会発表] Phototropin Function inChloroplast Movement (2012)
  • 著者名/発表者名: Wada, M
  • 学会等名: 10th InternationalCongress on Plant Molecular Biology,S29:Plant Photobiology of Blue LightResponses
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 2012-10-24
• [学会発表] How chloroplasts use cp-actinfilaments for their light-dependentmovement? (2011)
  • 著者名/発表者名: Wada, M
  • 学会等名: The 5th Asia and OceaniaConference on Photobiology
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 年月日: 20110730-0801
• [学会発表] Chloroplast actin filaments areinvolved in chloroplast photorelocationmovement (2011)
  • 著者名/発表者名: Wada, M
  • 学会等名: The 2011 InternationalSymposium on Plant Photobiology, PekingUniversity
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 20110702-06
• [学会発表] Chloroplast actin filamentsare involved in chloroplastphotorelocation movement (2011)
  • 著者名/発表者名: Wada, M
  • 学会等名: International Conference on PlantScience in Post Genomic Era, SambalpurUniversity
  • 発表場所: Orissa, India
  • 年月日: 2011-02-17
• [学会発表] Phototropin-dependent chloroplastactin filament dynamics in Arabidopsisthaliana (2010)
  • 著者名/発表者名: Kong, S.-G., Y. Arai, T. Yanagida, M.Wada
  • 学会等名: GRC on Plant & MicrobialCytoskeleton
  • 発表場所: Andover, USA
  • 年月日: 20100808-13
• [学会発表] Finally I could collaborate withProf. Dr. Eberhard Schafer on the nucleartransport of fern phytochrome and thechloroplast movement (2010)
  • 著者名/発表者名: Wada, M
  • 学会等名: Kolloquium "PlantSignalling Mechanisms"
  • 発表場所: Freiburg, Germany
  • 年月日: 20100625-26
• [学会発表] Factors controlling theexistence of chloroplast actin filamentsinvolved in chloroplast movement (2010)
  • 著者名/発表者名: Wada, M
  • 学会等名: GordonResearch Conference on "PhotosensoryReceptors & Signal Transduction"
  • 発表場所: IlCiocco, Italy
  • 年月日: 20100418-23
• [学会発表] Chloroplast movement; Frombehavior to mechanism. Sommerworkshop (2010)
  • 著者名/発表者名: Wada, M
  • 学会等名: Universitat Wurburg
  • 発表場所: Wurburg, Germany
  • 年月日: 2010-07-22
• [学会発表] How chloroplasts behave underambient light conditions? (2010)
  • 著者名/発表者名: Wada, M
  • 学会等名: FreiburgUniversity, Biologie II
  • 発表場所: Freiburg,Germany
  • 年月日: 2010-07-12
• [学会発表] Chloroplast movement ismediated by phototropin family proteins,but how? (2009)
  • 著者名/発表者名: Wada, M
  • 学会等名: Commemorative symposium forInternational Prize for Biology
  • 発表場所: Kyoto,Japan
  • 年月日: 20091102-03
• [学会発表] The mechanism of chloroplastphotorelocation movement (2009)
  • 著者名/発表者名: Wada, M
  • 学会等名: 9th IPMBCongress, St.Louis
  • 発表場所: Missouri, USA
  • 年月日: 20091025-30
• [学会発表] Precise analyses of chloroplastbehavior during chloroplastphotorelocation movement (2009)
  • 著者名/発表者名: Wada, M
  • 学会等名: 13th Congressof European Society for Photobiology
  • 発表場所: Wroclaw, Poland
  • 年月日: 20090905-10
• [学会発表] Chloroplast move towards oraway from light, why and how? (2009)
  • 著者名/発表者名: Wada, M
  • 学会等名: 15thInternational Congress on Photobiology
  • 発表場所: Dusseldorf, Germany
  • 年月日: 20090618-23
• [学会発表] The Mechanisms of ChloroplastPhotorelocation Movement (2009)
  • 著者名/発表者名: Wada, M
  • 学会等名: KeystoneSymposium `Plant Sensing, Response andAdaptation to the Environment`, Org. byS. Kay & J. Chory, Big Sky
  • 発表場所: Montana, USA
  • 年月日: 20090111-16
• [学会発表] Chloroplast can move to anydirection, How? (2008)
  • 著者名/発表者名: Wada, M.
  • 学会等名: Symposium 28 Plant CellBiology, The 9th International Congresson Cell Biology `Challenge of LifeSciences: Molecules and Cells`, COEX
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 20081007-10
• [学会発表] Low temperature-induced chloroplastrelocation is mediated by a blue lightreceptor (2008)
  • 著者名/発表者名: Kodama, Y., H. Tsuboi,T. Kagawa, M. Wada
  • 学会等名: phototropin 2, in ferngametophytes. Annual meeting of AmericanSociety of Plant Biologists
  • 発表場所: Merida,Mexico
  • 年月日: 20080626-0701
• [学会発表] How actin works in chloroplastphotorelocation movement? (2008)
  • 著者名/発表者名: Wada, M
  • 学会等名: Symposium:Photobiology in Asia. Annual meeting ofAmerican Society of Photobiology,Burlingame
  • 発表場所: CA. USA
  • 年月日: 20080620-25
• [学会発表] Chloroplasts can move back andforth, why? (2008)
  • 著者名/発表者名: Wada, M
  • 学会等名: 25th Annual MissouriSymposium: Plant Photobiology,University of Missouri
  • 発表場所: Columbia, USA
  • 年月日: 20080528-31
• [学会発表] Phototropin function inchloroplast movement through chloroplastactin (2008)
  • 著者名/発表者名: Wada, M
  • 学会等名: Gordon Research Conference atVentura
  • 発表場所: California, USA
  • 年月日: 20080127-0202
• [学会発表] The mechanism of chloroplastphoto-orientation movement (2008)
  • 著者名/発表者名: Wada, M
  • 学会等名: 4th AOCP
  • 発表場所: Varanasi, India
  • 年月日: 2008-11-24
• [学会発表] Photoperception and themechanism of chloroplast photorelocationmovement (2008)
  • 著者名/発表者名: Wada, M
  • 学会等名: The Ins and Outs ofChloroplasts
  • 発表場所: Osaka University, Osaka
  • 年月日: 2008-10-14
• [学会発表] Photoreceptors and theirdownstream targets for chloroplastmovement in Physcomitrella patens (2008)
  • 著者名/発表者名: Wada, M
  • 学会等名: XVICongress of the Federation of EuropeanSocieties of Plant Biology
  • 発表場所: Tampere,Finland
  • 年月日: 2008-08-18
• [図書] Advances in Photosynthesis - FundamentalAspects (2012)
  • 著者名/発表者名: Suetsugu, N., M. Wada
  • 総ページ数: 588
  • 出版者: Published by InTech, Croatia
• [図書] Special Bulletin of ICPSPGE-2011 (2011)
  • 著者名/発表者名: Suetsugu N., M. Wada
  • 総ページ数: 7-12
  • 出版者: Orissa, India
• [図書] Chloroplast Research inArabidopsis (2011)
  • 著者名/発表者名: Wada, M., S.-G. Kong
  • 総ページ数: 87-102
  • 出版者: Humana Press
• [図書] PlantCell Monographs, The Chloroplast -Interaction with Environment (2009)
  • 著者名/発表者名: Suetsugu, N., M. Wada
  • 総ページ数: 235-266
  • 出版者: Sprinter,Berlin Heidelberg
• [図書] The Biology andEvolution of Ferns and Lycophytes (2008)
  • 著者名/発表者名: Wada, M.
  • 総ページ数: 3-48
  • 出版者: Cambridge Univ. Press
• [備考]
  • URL: http://wadalab.biology.kyushu-u.ac.jp/