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2021 年度 実績報告書

新規光合成シグナル伝達因子による糖代謝制御とその進化

研究課題

研究課題/領域番号 20H03275
研究機関東京理科大学

研究代表者

西浜 竜一  東京理科大学, 理工学部応用生物科学科, 教授 (70283455)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードRaf様キナーゼ / 光合成 / シグナル伝達 / 糖代謝 / ゼニゴケ
研究実績の概要

PRAFのPB1ドメインの代わりに、別のタンパク質由来の多量体化ドメインであるSAMドメインを付加したところ、糖代謝や光合成依存的なリン酸化において部分的にPB1ドメインの機能を代替できることがわかった。このことから、PRAFの機能発揮にはホモ多量体化することが重要であり、他のPB1ドメインタンパク質と相互作用することはあまり重要でないことが示唆された。
praf変異体において、PB1ドメインを欠失させたmCitrine融合PRAFタンパク質(PRAFdPB1-mCitrine)を発現する株を用いて顕微鏡観察を行ったところ、PB1ドメインは顆粒状の局在には不要であることが示された。昨年度の結果と合わせて、PRAFのホモ多量体化と顆粒形成には関係性がないことが示唆された。
PRAF顆粒がどのような生理的条件で形成されるのか調べるために、光条件を変化させて局在解析を行った。明所から暗所に移すことで顆粒が消失すること、その後光照射をすることにより顆粒が再形成されることが明らかとなり、PRAF顆粒は明暗条件で制御的に形成されることが示唆された。
praf変異体を用いた光合成依存的プロテオーム解析データをこれまでとは異なるプログラムで解析し直したところ、2つの翻訳制御タンパク質が候補として同定された。これらのタイプの翻訳制御因子は動物においてはストレス顆粒に局在することが知られており、PRAFの光合成依存的な翻訳制御への関与が示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

研究室を新たに立ち上げた初年度であり、研究室セットアップをしながら研究を行った。研究に欠かせない蛍光顕微鏡を別の科研費との合算で購入した。
研究補助員も雇用して研究を加速させたが、依然として当初の計画からはやや遅れているのが現状である。

今後の研究の推進方策

PRAF顆粒はPB1ドメインを介した多量体化で形成されるものではないことが示唆されたため、構造機能解析により顆粒形成に必要なPRAFタンパク質の領域を特定する。それに関してPRAFタンパク質の大部分が天然変性領域であることが推測されたため、液ー液相分離による顆粒形成を検討する。
PRAFの標的因子として翻訳制御因子が見つかったことから、光合成依存的な翻訳制御に着目して研究を進める。
PRAF結合因子の探索に関しては、近接依存性標識法を適用していく。そのために必要な生物材料を準備する。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件) 学会発表 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Wageningen University(オランダ)

    • 国名
      オランダ
    • 外国機関名
      Wageningen University
  • [雑誌論文] A plant-specific DYRK kinase DYRKP coordinates cell morphology in Marchantia polymorpha2021

    • 著者名/発表者名
      Furuya Tomoyuki、Shinkawa Haruka、Kajikawa Masataka、Nishihama Ryuichi、Kohchi Takayuki、Fukuzawa Hideya、Tsukaya Hirokazu
    • 雑誌名

      Journal of Plant Research

      巻: 134 ページ: 1265~1277

    • DOI

      10.1007/s10265-021-01345-w

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Agrobacterium-Mediated Transient Transformation of Marchantia Liverworts2021

    • 著者名/発表者名
      Iwakawa Hidekazu、Melkonian Katharina、Schluter Titus、Jeon Hyung-Woo、Nishihama Ryuichi、Motose Hiroyasu、Nakagami Hirofumi
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 62 ページ: 1718~1727

    • DOI

      10.1093/pcp/pcab126

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Diversified amino acid-mediated allosteric regulation of phosphoglycerate dehydrogenase for serine biosynthesis in land plants2021

    • 著者名/発表者名
      Okamura Eiji、Ohtaka Kinuka、Nishihama Ryuichi、Uchida Kai、Kuwahara Ayuko、Mochida Keiichi、Hirai Masami Yokota
    • 雑誌名

      Biochemical Journal

      巻: 478 ページ: 2217~2232

    • DOI

      10.1042/BCJ20210191

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fungal-Type Terpene Synthases in <i>Marchantia polymorpha</i> Are Involved in Sesquiterpene Biosynthesis in Oil Body Cells2021

    • 著者名/発表者名
      Takizawa Ryosuke、Hatada Miki、Moriwaki Yuta、Abe Sachika、Yamashita Yuko、Arimitsu Ryoma、Yamato Katsuyuki T、Nishihama Ryuichi、Kohchi Takayuki、Koeduka Takao、Chen Feng、Matsui Kenji
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 62 ページ: 528~537

    • DOI

      10.1093/pcp/pcaa175

    • 査読あり
  • [学会発表] 陸上植物における細胞核光定位運動の多様性と共通性2022

    • 著者名/発表者名
      岩渕功誠,八木宏樹,守屋健太,沖奈那夏,横畑伶奈,中田亜紗美,広本沙耶,小松愛乃,酒井友希,嶋田知生,高木慎吾,西浜竜一,河内孝之,渡辺洋平,上田晴子,西村いくこ
    • 学会等名
      第63回 日本植物生理学会年会
  • [備考] 東京理科大学理工学部応用生物科学科 西浜研究室ウェブサイト

    • URL

      https://www.rs.tus.ac.jp/nishihama/

URL: 

公開日: 2023-12-25  

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