Chloroplast Lipid Composition: Connecting Biophysics to Photosynthetic Function
叶绿体脂质成分:将生物物理学与光合功能联系起来
基本信息
- 批准号:1555581
- 负责人:
- 金额:$ 57.54万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Continuing Grant
- 财政年份:2016
- 资助国家:美国
- 起止时间:2016-06-01 至 2020-05-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Life on Earth depends on plant photosynthesis, so it is vital that we fully understand all the component systems that contribute to photosynthetic function. Despite considerable research effort over the last twenty years, we still do not know how the lipid composition of the photosynthetic (thylakoid) membrane affects photosynthesis. This project aims to discover the particular lipid requirements for chloroplast biogenesis and function. The project will use the full range of biochemical, molecular and genetic techniques to investigate mutants of the model plant, Arabidopsis, in which different changes in membrane lipid composition are associated with dramatic phenotypes. The knowledge gained will help scientists predict the likely consequences of environmental changes on plant growth and crop productivity. Eventually it will be possible to manipulate membrane lipid composition of plants to better suit particular environmental conditions. Because photosynthesis is central to plant productivity, the extensive temperature-dependent effects observed in the mutants have wide implications for understanding the temperature responses of plants, and agricultural production systems. The project will provide opportunities for graduate and undergraduate students to receive training and experience in plant biology research relevant to agriculture, forestry and other fields of plant production. In particular, the project participants will contribute to an outreach program that uses experiential learning and peer mentoring to encourage Native American high school students to enroll in STEM disciplines in college.This proposal focuses on two new classes of mutants with distinct phenotypes. In the fab1 mutant, an increase in 16:0 results in the collapse of photosynthesis after 2-3 weeks at 2°C, and to destruction of chloroplasts. A collection of suppressor mutations that allow survival of fab1 at 2°C have been isolated. Cloning and characterization of these will provide information about the photosynthetic processes that are most susceptible to the membrane alterations in fab1 plants. The project has generated an allelic series of fad2 fad6 mutants containing 5% to 46% polyunsaturated fatty acids (vs. 77% in wild type) that provide the first opportunity to explore, in detail, the relationship between thylakoid unsaturation and chloroplast function. Analyses indicate that an increase in leakage of protons through the thylakoid membrane is one possible defect in the mutants. The project has also discovered alterations in the capacities of different pathways of thylakoid protein transport in other mutants and these investigations will be extended to include the fad2 fad6 mutants. The results obtained will permit the development and testing of mechanistic models that relate the physiological phenotypes of the mutants to the biophysics of membrane lipid structure. The complementary paths of investigation described in this proposal promise important advances in the application of biophysical principles to understanding how lipid molecules contribute to the functioning of chloroplasts and the responses of plants to environmental change.
地球上的生命依赖于植物的光合作用,因此我们必须充分了解有助于光合作用的所有组成系统。 尽管在过去的二十年里进行了大量的研究,但我们仍然不知道光合作用(类囊体)膜的脂质组成如何影响光合作用。 该项目旨在发现叶绿体生物发生和功能的特殊脂质需求。 该项目将使用全方位的生物化学,分子和遗传技术来研究模式植物拟南芥的突变体,其中膜脂组成的不同变化与显着的表型相关。所获得的知识将有助于科学家预测环境变化对植物生长和作物生产力的可能后果。 最终将有可能操纵植物的膜脂组成,以更好地适应特定的环境条件。 由于光合作用是植物生产力的核心,在突变体中观察到的广泛的温度依赖性效应对理解植物和农业生产系统的温度响应具有广泛的意义。 该项目将为研究生和本科生提供机会,接受与农业、林业和其他植物生产领域有关的植物生物学研究方面的培训和经验。 特别是,项目参与者将为一项外展计划做出贡献,该计划使用体验式学习和同伴指导来鼓励美国原住民高中生在大学中报名STEM学科。该提案重点关注两类具有不同表型的新突变体。在fab 1突变体中,16:0的增加导致在2°C下2-3周后光合作用的崩溃和叶绿体的破坏。已经分离出一系列允许fab 1在2°C下存活的抑制突变。这些基因的克隆和鉴定将为fab 1植物中最易受膜改变影响的光合过程提供信息。该项目已经产生了一个等位基因系列的fad 2 fad 6突变体含有5%至46%的多不饱和脂肪酸(野生型为77%),提供了第一个机会,详细探索类囊体不饱和和叶绿体功能之间的关系。分析表明,通过类囊体膜的质子泄漏的增加是突变体中的一个可能的缺陷。该项目还发现了其他突变体中不同类囊体蛋白转运途径能力的改变,这些研究将扩展到包括fad 2 fad 6突变体。所获得的结果将允许开发和测试的机制模型,相关的生理表型的突变体的膜脂质结构的生物物理学。在这个建议中描述的调查的补充路径承诺的重要进展,在应用生物物理学原理,了解脂质分子如何有助于叶绿体的功能和植物对环境变化的反应。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
John Browse其他文献
Plantes du genre brassica ayant une composition d'huile de graines modifiée
芸苔属植物类型 修改谷物的组合物
- DOI:
- 发表时间:
2013 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Peter Denolf;Shuangyi Bai;John Browse - 通讯作者:
John Browse
Plant coenzyme A biosynthesis: characterization of two pantothenate kinases from Arabidopsis
植物辅酶 A 生物合成:拟南芥中两种泛酸激酶的表征
- DOI:
10.1007/s11103-006-0037-4 - 发表时间:
2006 - 期刊:
- 影响因子:5.1
- 作者:
G. Tilton;W. Wedemeyer;John Browse;J. Ohlrogge - 通讯作者:
J. Ohlrogge
Genetic engineering of plant chilling tolerance.
植物耐冷性的基因工程。
- DOI:
10.1007/978-1-4615-4707-5_5 - 发表时间:
1999 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
James G. Tokuhisa;John Browse - 通讯作者:
John Browse
JAZ repressor proteins are targets of the SCFCOI1 complex during jasmonate signalling
茉莉酸信号传导过程中,JAZ 阻遏蛋白是 SCFCOI1 复合物的靶标。
- DOI:
10.1038/nature05960 - 发表时间:
2007-07-18 - 期刊:
- 影响因子:48.500
- 作者:
Bryan Thines;Leron Katsir;Maeli Melotto;Yajie Niu;Ajin Mandaokar;Guanghui Liu;Kinya Nomura;Sheng Yang He;Gregg A. Howe;John Browse - 通讯作者:
John Browse
John Browse的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('John Browse', 18)}}的其他基金
Biochemical Genomics: Deciphering the Chemical Factories of Oilseeds
生化基因组学:破译油籽的化学工厂
- 批准号:
1339385 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 57.54万 - 项目类别:
Continuing Grant
Chloroplast Lipid Composition: Connecting Biophysics to Photosynthetic Function
叶绿体脂质成分:将生物物理学与光合功能联系起来
- 批准号:
1258799 - 财政年份:2013
- 资助金额:
$ 57.54万 - 项目类别:
Standard Grant
Biochemical Genomics: Quizzing the Chemical Factories of Oilseeds
生化基因组学:探究油籽化学工厂
- 批准号:
0701919 - 财政年份:2007
- 资助金额:
$ 57.54万 - 项目类别:
Continuing Grant
Arabidopsis 2010: High-Throughput Analysis of the Mystery Genes of CoA Metabolism
拟南芥 2010:CoA 代谢神秘基因的高通量分析
- 批准号:
0420199 - 财政年份:2004
- 资助金额:
$ 57.54万 - 项目类别:
Standard Grant
Chloroplast Function in Fatty Acid Mutants of Arabidopsis
拟南芥脂肪酸突变体的叶绿体功能
- 批准号:
0084329 - 财政年份:2000
- 资助金额:
$ 57.54万 - 项目类别:
Continuing grant
Lipid Metabolism and Photosynthesis in Fatty Acid Mutants ofArabidopsis
拟南芥脂肪酸突变体的脂质代谢和光合作用
- 批准号:
9407902 - 财政年份:1994
- 资助金额:
$ 57.54万 - 项目类别:
Continuing Grant
Lipid Metabolism and Photosynthesis in Fatty Acid Mutants ofArabidopsis
拟南芥脂肪酸突变体的脂质代谢和光合作用
- 批准号:
9105550 - 财政年份:1991
- 资助金额:
$ 57.54万 - 项目类别:
Continuing grant
T-DNA Insertion Mutants Affecting Lipid Metabolism in Arabidopsis
T-DNA 插入突变体影响拟南芥脂质代谢
- 批准号:
9008432 - 财政年份:1990
- 资助金额:
$ 57.54万 - 项目类别:
Standard Grant
Lipid Metabolism and Photosynthesis in Fatty Acid Mutants ofArabidopsis
拟南芥脂肪酸突变体的脂质代谢和光合作用
- 批准号:
8803855 - 财政年份:1988
- 资助金额:
$ 57.54万 - 项目类别:
Continuing grant
相似国自然基金
新肿瘤靶标 DHCR24/Lipid-Rafts 轴在急性髓系白血病中的作用和分子机制研究
- 批准号:LQ22H080007
- 批准年份:2021
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
4-胺基阿拉伯糖基修饰的活性寡糖分子lipid A及衍生物的合成研究
- 批准号:22007080
- 批准年份:2020
- 资助金额:24.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
CRISPR/Cas9基因编辑 PLGA/Lipid纳米可视递送系统靶向治疗骨关节炎的作用机制研究
- 批准号:2020A151501615
- 批准年份:2020
- 资助金额:10.0 万元
- 项目类别:省市级项目
CRISPR/Cas9基因编辑PLGA/Lipid纳米可视递送系统靶向治疗骨关节炎的作用机制研究
- 批准号:81974323
- 批准年份:2019
- 资助金额:55.0 万元
- 项目类别:面上项目
超声示踪载药PLGA/Lipid复合纳泡修饰的BMSCs及其调控修复骨质疏松性骨损伤的研究
- 批准号:81871355
- 批准年份:2018
- 资助金额:58.0 万元
- 项目类别:面上项目
可穿透胰腺癌双重屏障的肿瘤微环境响应型多级HSA/lipid纳米递药系统研究
- 批准号:81703010
- 批准年份:2017
- 资助金额:20.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
革兰阴性菌中合成Kdo2-Lipid A的蛋白质反应机理研究及抑制剂筛选
- 批准号:31370731
- 批准年份:2013
- 资助金额:82.0 万元
- 项目类别:面上项目
以lipid A 为靶点的黄连解毒汤抗内毒素的物质基础及作用机制研究
- 批准号:81303205
- 批准年份:2013
- 资助金额:23.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
lipid raft/caveolae调节PMVECs接触性抑制在肝肺综合症肺微血管扩张中的作用和机制研究
- 批准号:81270510
- 批准年份:2012
- 资助金额:65.0 万元
- 项目类别:面上项目
Lipid rafts调控干燥综合征唾液腺上皮细胞凋亡信号的分子机制
- 批准号:30671948
- 批准年份:2006
- 资助金额:27.0 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
Deciphering the lipid composition of primary cilia in human metabolic disease
破译人类代谢疾病中初级纤毛的脂质成分
- 批准号:
10696465 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 57.54万 - 项目类别:
Estimation of pathological mechanism through lipid composition imaging of adipose tissue in muscle fibers from patients of neuromuscular disorders
通过神经肌肉疾病患者肌纤维中脂肪组织的脂质成分成像评估病理机制
- 批准号:
23K06925 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 57.54万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
A comprehensive thermodynamic and structural characterization of ion channel function and its regulation by the lipid bilayer composition
离子通道功能的综合热力学和结构表征及其由脂质双层组成的调节
- 批准号:
10623911 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 57.54万 - 项目类别:
Mechanism of obesity inheritance via lipid composition in oocyte
卵母细胞脂质成分导致肥胖遗传的机制
- 批准号:
23H03319 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 57.54万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Determining the Effects of Composition and Microfluidic Fabrication Parameters on Lipid Nanoparticle Structure and Function
确定成分和微流体制造参数对脂质纳米颗粒结构和功能的影响
- 批准号:
RGPIN-2021-02931 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 57.54万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
Correlating Genomic AMD Risk Variants with Lipid Composition and Phagocytic Function of Patient-Derived Induced Pluripotent Stem Cell (iPSC)-derived Retinal Pigment Epithelium (RPE)
将基因组 AMD 风险变异与患者来源的诱导多能干细胞 (iPSC) 来源的视网膜色素上皮 (RPE) 的脂质成分和吞噬功能相关联
- 批准号:
10701841 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 57.54万 - 项目类别:
Impacts of host lipid composition on antimicrobial susceptibilities of Staphylococcus aureus
宿主脂质成分对金黄色葡萄球菌抗菌敏感性的影响
- 批准号:
10564729 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 57.54万 - 项目类别:
Correlating Genomic AMD Risk Variants with Lipid Composition and Phagocytic Function of Patient-Derived Induced Pluripotent Stem Cell (iPSC)-derived Retinal Pigment Epithelium (RPE)
将基因组 AMD 风险变异与患者来源的诱导多能干细胞 (iPSC) 来源的视网膜色素上皮 (RPE) 的脂质成分和吞噬功能相关联
- 批准号:
10576719 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 57.54万 - 项目类别:
Determining the Effects of Composition and Microfluidic Fabrication Parameters on Lipid Nanoparticle Structure and Function
确定成分和微流体制造参数对脂质纳米颗粒结构和功能的影响
- 批准号:
RGPIN-2021-02931 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 57.54万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
Molecular mechanisms determining the lipid composition of synapses
决定突触脂质组成的分子机制
- 批准号:
DP210102837 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 57.54万 - 项目类别:
Discovery Projects














{{item.name}}会员




