2018 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of the repair of cyclobutane pyrimidine dimer and radiation tolerance in plants.
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15K11912
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
寺西 美佳 東北大学, 生命科学研究科, 助教 (10333832)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
日出間 純 東北大学, 生命科学研究科, 准教授 (20250855)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 宇宙放射線 / 植物 / シクロブタン型ピリミジン二量体 / DNA損傷 / 放射線耐性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までに、非リン酸化型・偽リン酸化型となるイネCPD光回復酵素を発現する組換え体イネの作製を行い、解析に必要な種子は得ていた。そこで本年度は、各オルガネラでのCPD修復活性を測定するために、以下の反応を行った。組換え体イネに対してUVを照射し、DNA損傷であるCPDを誘発させた。その後、青色光下に置くことで光回復反応を、また暗黒下に置くことで暗修復反応を行わせた。経時的に回収した植物体からDNAを抽出し、CPD誘発部位を特異的に切断する酵素を処理した後、イネの核・葉緑体・ミトコンドリアDNAそれぞれにコードされる遺伝子特異的なプローブを用い、サザンブロット解析を行った。その結果、偽リン酸化型CPD光回復酵素を発現するイネでは、野生型および非リン酸化型CPD光回復酵素を発現するイネと比較して、葉緑体コード遺伝子の修復が遅い傾向が見られた。また、CPD光回復酵素と蛍光タンパク質の融合タンパク質を発現する遺伝子を、イネ葉から調製したプロトプラストに導入し、蛍光タンパク質の局在を解析することにより、CPD光回復酵素のオルガネラ移行性を検定した。その結果、偽リン酸化型CPD光回復酵素においては、野生型および非リン酸化型CPD光回復酵素と比べて、葉緑体に検出されるシグナルの強度が低い傾向が見られた。これらの結果より、イネCPD光回復酵素のリン酸化修飾は、葉緑体への移行性に関与している可能性が考えられた。また、これらリン酸化状態の異なるCPD光回復酵素を発現するイネに対し、UV-B負荷照射を行い、生育程度を検定した。その結果、本研究において検定した条件においては、明確な差は認められなかった。
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