2022 Fiscal Year Annual Research Report
Novel solar UVB adaptation strategic mechanism in plants, which have not function of CPD photoreactivation in chloroplast.
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20H04330
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
日出間 純 東北大学, 生命科学研究科, 准教授 (20250855)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
寺西 美佳 東北大学, 生命科学研究科, 助教 (10333832)
佐藤 修正 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (70370921)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | UVB適応機構 / CPD光回復酵素 / 葉緑体輸送機構 / 葉緑体定位運動 / 植物 / フォトトロピン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【研究課題1】CPD光回復酵素の葉緑体局在に関する植物種間差
これまでにCPD光回復酵素（PHR）の葉緑体局在性に植物種間差があることは見出してきたが、基部陸上であるゼニゴケは、PHRが葉緑体に移行するものの、その移行メカニズムはイネ等とは異なっている可能性が示唆された。そこで、ゼニゴケPHRの葉緑体移行メカニズムに関してさらなる解析を進めた。その結果、イネではPHRのN末端領域に小胞体を経由するシグナルペプチドを有し、小胞体を経由して葉緑体に移行するのに対して、ゼニゴケPHRは小胞体を経由せずに、葉緑体トランジットペプチドを有し、翻訳後直接葉緑体に輸送されていることを見出した。さらに、葉緑体へ輸送されるPHRは、UVB光受容体UVR8シグナル系を介して発現するPHRで、その他の光条件では、転写開始点をスイッチして翻訳開始点が異なる位置から発現したサイズの異なるPHRが、核、ミトコンドリアへ輸送されて、結果としてすべてのオルガネラに移行してことを見出した（論文作成中）。
【研究課題3】CPD光回復酵素が葉緑体に移行しない植物の新たなUVB抵抗性機構に関する研究
これまでの解析から、CPD光回復酵素が葉緑体に移行しないシロイヌナズナ等の植物は、UVB誘導性の葉緑体集合反応を利用して、葉緑体を細胞表面に移動して細胞内への紫外線の透過を妨げ、核のＤＮＡ損傷の蓄積を防御している可能性を見出した。本年度は、このUVB誘導性葉緑体集合反応の分子機構を明らかにすることを目的に種々の解析を実施した。その結果、UVB誘導性葉緑体集合反応は、これまで青色光受容体であるフォトトロピン１が紫外線UVB受容体としても機能していることを、葉緑体集合反応を誘導していることを葉緑体定位運動各種変異体、フォトトロピン精製標品を用いた分光学的解析を通して明らかにした。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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