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2018 年度 実績報告書

シアノバクテリアの光化学系Iへの光エネルギー分配の分子機構と生理的役割の解明

公募研究

研究領域新光合成:光エネルギー変換システムの再最適化
研究課題/領域番号 17H05716
研究機関東京大学

研究代表者

榎本 麻衣 (渡辺麻衣)  東京大学, 大学院総合文化研究科, 学術研究員 (90638785)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
キーワード光合成 / 光化学系 / 光捕集 / 環境応答
研究実績の概要

本研究は、シアノバクテリアにおける光化学系Iへの光エネルギー分配の分子機構と生理的役割の解明を目指す。光化学系I複合体は、直鎖状と環状の二つの電子伝達系の両方に関わる。光化学系Iへの光エネルギー分配調節による活性制御は、光合成の調節に必要不可欠である。シアノバクテリアのアンテナタンパク質フィコビリソームは、主に光化学系IIへのエネルギー伝達を行う。一方、光化学系I特異的アンテナは知られていなかった。これまでに、光化学系Iと特異的アンテナとの超複合体の単離に成功し、光化学系I特異的アンテナ(CpcL-フィコビリソーム)の存在を生化学的に明らかにした。また、ドッキング因子CpcLを同定した。CpcLは、ロッド状のフィコビリソームを形成しロッドを直接光化学系Iに繋ぐ。本研究はCpcLを手がかりとし、シアノバクテリアの光エネルギー捕集、分配メカニズムを解明することを目的とする。
cpcL過剰発現株および従来型のフィコビリソームのサブユニットであるcpcGの破壊株ではCpcL-フィコビリソームと光化学系Iの超複合体の量が野生株より増加する。cpcLとcpcGの発現量の比がCpcL-フィコビリソームと光化学系Iの超複合体の量を調節していると考えた。光化学系Iによる環状電子伝達が必要不可欠である窒素枯渇条件では、CpcL-フィコビリソームと光化学系Iの超複合体の量が増加する。その細胞における、cpcLとcpcGのRNA量をノザンブロッティングにより調べた。その結果、cpcLとcpcGのどちらも窒素欠乏時に発現が増加していた。また、cpcGが窒素欠乏時に発現するアンチセンスRNAによって転写後制御を受けている可能性を見出した。今後、cpcGのアンチセンスRNAによる転写後制御の実態を解析し、CpcL/CpcGのタンパク質量比の調節機構を明らかにする。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件)

  • [国際共同研究] アルベルト・ルートヴィヒ大学フライブルク(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      アルベルト・ルートヴィヒ大学フライブルク
  • [雑誌論文] Diverse Chromatic Acclimation Processes Regulating Phycoerythrocyanin and Rod-Shaped Phycobilisome in Cyanobacteria2019

    • 著者名/発表者名
      Hirose Yuu、Chihong Song、Watanabe Mai、Yonekawa Chinatsu、Murata Kazuyoshi、Ikeuchi Masahiko、Eki Toshihiko
    • 雑誌名

      Molecular Plant

      巻: 12 ページ: 715~725

    • DOI

      10.1016/j.molp.2019.02.010

    • 査読あり
  • [学会発表] 窒素欠乏下での光化学系I-特異的アンテナ超複合体の解析2019

    • 著者名/発表者名
      渡辺麻衣、Wilde Annegret、池内昌彦
    • 学会等名
      日本植物生理学会

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公開日: 2019-12-27  

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