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2023 年度 実績報告書

チラコイド膜リモデリングと光合成の環境適応

研究課題

研究課題/領域番号 21H02508
研究機関岡山大学

研究代表者

坂本 亘  岡山大学, 資源植物科学研究所, 教授 (20222002)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードチラコイド膜 / 膜リモデリング / 葉緑体 / 光合成 / NTPase
研究実績の概要

チラコイド膜リモデリングの主要分子VIPP1について、VIPP1-GFP融合タンパク質を用いた実験を今年度は進めた。シロイヌナズナでVIPP1-GFPを高発現させてvipp1ノックアウト変異を相補する実験系を立ち上げ、前年度までに解析したアミノ酸変異(推定NTP結合部位の変異E126Q/E179Q、および、N末端のαヘリックスの両親媒性を変化させる変異N16I)をVIPP1に導入した。vipp1ホモ変異を確認した個体はほぼ正常に生育するが、N16I変異VIPP1ではクロロフィル蛍光による光化学系の収率が若干低下していた。加えてVIPP1-GFPを共焦点レーザー顕微鏡で可視化し超複合体を観察したところ、E126Q/E179QとN16Iではともに野生型に比べ複合体の凝集体が多く観察され、低張ストレスでのVIPP1ダイナミクスがやや低下する結果が得られた。以上の結果から、シアノバクテリアで想定されたNTP結合部位はシロイヌナズナVIPP1の活性には変化を与えないことがわかった。一方で、VIPP1-GFPを用いたVIPP1ダイナミクスでは、導入した変異がオリゴマー化を促進して活発な会合・脱会合に阻害的であることがわかった。
以上の結果に加え、今年度は、昨年度から進めているVIPP1-GFPを用いた共免疫沈降法GFP-trapによりVIPP1と相互作用するタンパク質を解析した。得られた結果から、これまでに予想された葉緑体型HSP70タンパク質HSP70-1およびHSP70-2が、VIPP1のC末端を介して相互作用することを確認した。
VIPP1以外の膜リモデリング分子に関しては、FZLを欠損するfzl変異体でのチラコイド膜構造の変化や光合成活性への影響を詳しく調べ、それらを論文として発表した。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] ミュンスター大学/ミュンヘン大学/カイザースラウテルン工科大学(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      ミュンスター大学/ミュンヘン大学/カイザースラウテルン工科大学
  • [国際共同研究] 内蒙古大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      内蒙古大学
  • [雑誌論文] Plastid Inheritance Revisited: Emerging Role of?Organelle DNA Degradation in?Angiosperms2023

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto Wataru、Takami Tsuneaki
    • 雑誌名

      Plant And Cell Physiology

      巻: 65

    • DOI

      10.1093/pcp/pcad104

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Characterization of tryptophan oxidation affecting D1 degradation by FtsH in the photosystem II quality control of chloroplasts2023

    • 著者名/発表者名
      Kato Yusuke、Kuroda Hiroshi、Ozawa Shin-Ichiro、Saito Keisuke、Dogra Vivek、Scholz Martin、Zhang Guoxian、de Vitry Catherine、Ishikita Hiroshi、Kim Chanhong、Hippler Michael、Takahashi Yuichiro、Sakamoto Wataru
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 12

    • DOI

      10.7554/eLife.88822

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] FZL, a dynamin-like protein localized to curved grana edges, is required for efficient photosynthetic electron transfer in Arabidopsis2023

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Yu、Iwano Megumi、Shikanai Toshiharu、Sakamoto Wataru
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 14

    • DOI

      10.3389/fpls.2023.1279699

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] チラコイドに局在するダイナミン様タンパク質FZLの多面的な生理機能2024

    • 著者名/発表者名
      小川由、岩野恵、川本晃大、栗栖源嗣、鹿内利治、坂本亘
    • 学会等名
      第65回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] オートファジー変異体早枯れ表現型のdpd1変異による抑制に関するトランスクリプトーム解析2024

    • 著者名/発表者名
      高見常明、坂本亘
    • 学会等名
      第65回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] Characterization of the proteins interacting with VIPP1 involved in thylakoid membrane remodeling in Arabidopsis chloroplasts2024

    • 著者名/発表者名
      Di Li, Shin-ichiro Ozawa, Michael Hippler, Wataru Sakamoto
    • 学会等名
      第65回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] Thylakostasis: versatile roles of thylakoid membrane remodeling proteins Arabidopsis chloroplasts2023

    • 著者名/発表者名
      Wataru Sakamoto
    • 学会等名
      2023 International Symposium on Plant Cell and Developmental Biology
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Thylakostasis and membrane remodeling molecules2023

    • 著者名/発表者名
      Wataru Sakamoto
    • 学会等名
      US-Japan Binational Photosynthesis Workshop
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Site-directed mutagenesis and in vivo observation of VIPP1, an ESCRT-III super family protein involved in thylakoid membrane remodeling in Arabidopsis chloroplasts2023

    • 著者名/発表者名
      Sarah Wanjiru Gachie, Wataru Sakamoto
    • 学会等名
      Taiwan-Japan Plant Biology 2023
    • 国際学会

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公開日: 2024-12-25  

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