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2018 年度 実績報告書

光合成能力の最適化を制御するmiRNAの動態解明

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 17H05734
研究機関高知大学

研究代表者

山崎 朋人  高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 助教 (70512060)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
キーワードマイクロRNA / 光合成
研究実績の概要

1.LHCSR3の発現誘導経路上流のPHOTに着目し、ノーザンブロットによるmRNA解析と、ウエスタンブロットによるタンパク解析を行った結果、DUS16遺伝子変異体で上昇、相補株で野生型のレベルまで戻っていた。同じくmiRNAの生合成ができないDCL3遺伝子変異体を2系統解析すると、同様にPHOTタンパクが増加していた。また、PHOTタンパク質が増加する事で、弱い光でもLHCSR3の発現が誘導されることも確認できた。こうしてmiRNA変異体でPHOTタンパクの増加が確認されたことから、PHOT遺伝子がmiRNAによって抑制されていると結論づけた。
2.small RNA-seq解析によってクラミドモナスから検出されたmiRNAの種類は2000を超え、そのうち90%以上はdus16変異体で作られていない。この膨大な種類のmiRNAのうち、どのmiRNAがPHOTを制御するのかin silico標的予測を行った結果、19候補が得られ、それらは14のmiRNA遺伝子にコードされていた。興味深いことに、ある1つのmiRNA遺伝子に、19のmiRNAのうちの5つがコードされており、いかにもPHOTを制御するためにあるmiRNA遺伝子に見えた。そこでCas9でそのmiRNA遺伝子の転写を止めるように破壊し、このmiRNA遺伝子から作られるmiRNAだけを止めた。破壊した位置が異なる2つの系統の変異株を解析した所、PHOTタンパク量が上がっていることを確認した。これにより、PHOTを制御するmiRNA遺伝子を突き止めた。
3.ミトコンドリアのエネルギー生産に使われる酢酸を含む培地(従属栄養)と、含まない培地(独立栄養)では、PHOTの抑制度合に違いが見られた。環境シグナルによってmiRNAの活性が変わることが示唆された。

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

    (5件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Isolation of photoprotective signal transduction mutants by systematic bioluminescence screening in Chlamydomonas reinhardtii2019

    • 著者名/発表者名
      Tokutsu Ryutaro、Fujimura-Kamada Konomi、Yamasaki Tomohito、Matsuo Takuya、Minagawa Jun
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 ページ: 2820

    • DOI

      10.1038/s41598-019-39785-z

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Algal photoprotection is regulated by the E3 ligase CUL4?DDB1DET12018

    • 著者名/発表者名
      Aihara Yusuke、Fujimura-Kamada Konomi、Yamasaki Tomohito、Minagawa Jun
    • 雑誌名

      Nature Plants

      巻: 5 ページ: 34~40

    • DOI

      10.1038/s41477-018-0332-5

    • 査読あり
  • [学会発表] クラミドモナスにおけるマイクロRNAを介したqEクエンチングのファイン チューニング2019

    • 著者名/発表者名
      山崎朋人
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] miRNAを介した光防御機能の制御メカニズムの解明2018

    • 著者名/発表者名
      山崎朋人
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
  • [備考] 高知大学理工学部山﨑研究室ホームページ

    • URL

      http://science.cc.kochi-u.ac.jp/?course=4091

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公開日: 2019-12-27  

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