チオレドキシンによるPGR5/PGRL1依存経路の制御機構とその生理的意義の解明

阐明硫氧还蛋白对PGR5/PGRL1依赖性途径的控制机制及其生理意义

• 批准号: 21K06219
• 负责人: 桶川 友季
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06219/
• 关键词: 光合成; サイクリック電子伝達; チオレドキシン; レドックス制御; 光化学系I; 光阻害

植物は自然環境下で変動する光環境に適応して生育している。植物の生育に必須な光合成も環境ストレスに対して様々な防御機構を発達させてきた。被子植物では光化学系I (PSI) サイクリック電子伝達が光防御機構の誘導に必要とされるため、主要な経路（PGR5依存の経路）を欠損したシロイヌナズナの突然変異体、pgr5は自然環境下（変動光条件下）で生育することができない。私たちはこれまでに、PGR5依存の経路がレドックスタンパク質であるチオレドキシン(Trx)によって制御されることを明らかにした。シロイヌナズナの葉緑体にはｆ、ｍ、ｘ、ｙ、ｚ型の5グループのTrxが局在しているが、ｍ型Trxがこの経路の制御に特異的に関わることがわかった。その一方で、これまでのところ他のTrxグループのストレス応答における役割についてはあまりわかっていなかった。そこで本年度はｘ型とｙ型Trxに注目して研究を進めた。これらのTrxはin vitroの研究から抗酸化防御機構に寄与することが示唆されてきた。その一方で、それぞれのTrxを欠損した変異株は一定の光条件下では野生株と同様の成長を示し、これらのTrxのin vivoでの役割についてはあまりわかっていない。しかし、本研究において、ｘ型Trxを欠損した植物(trx x)が変動光条件下で生育阻害を示すことを見出した。trx xは野生株に比べて生育が遅延しており、葉が黄化した。また、ｙ型Trxを欠損した植物(trx y1y2)では生育阻害を示さなかったが、ｘ型Trxとｙ型Trxの両方を欠損した三重変異株(trx x trx y1y2)はtrx x一重変異株よりも深刻な生育阻害を示した。さらにこれらの変異体を使って光合成解析をおこなった結果、ｘ型Trxとｙ型TrxがPSIサイクリック電子伝達経路と同様にPSIの光防御に寄与することを明らかにすることが出来た。

Plants can grow in the natural environment and grow in the light environment. The reproduction of plants requires the use of photosynthesis and environmental protection. Department of Angiosperm Photochemistry I (PSI)サイククリックElectronic 伝达が光 Defense Organization のrequisite とされるため、Main な経路 (PGR5 Dependent の経路) をowed The damage is caused by the sudden change of the body, pgr5 and the natural environment (under the condition of dynamic light). Private たちはこれまでに, PGR5 dependence の経路 がレドックスタンパクquality であるチオレドキシン(Trx)によってcontrolled されることを明らかにした.シロイヌナズナのchloroplastにはｆ,ｍ,ｘ,ｙ,ｽz typeの5グループのTrxがbureau In the しているが, ｍ type Trx がこの経路のcontrol に special に关わることがわかった. no one party, no oneス応 Answer における伫䁤いてはあまりわかっていなかった. This year, we are focusing on the research on the type Trx type and type Trx.これらのTrxはin vitroのResearchからAnti-acidification defense mechanism に Send and することが说憆されてきた.その Party で, それぞれのTrxをawning した変different strains は Under certain light conditions, では wild strains と Same 様のgrowth をshow し, これらのTrxのin vivoでの丫ついてはあまりわかっていない.しかし, this study is about において, ｘ type Trx を defective した plants (trx trxまた, ｙ type Trx を lack of damage し た plant (trx y1y2) で は growth retardation を show さなかったが, ｘ type Trx とｙ type Trx の両square を lack of damage した triple 剉different plant (trx x trx y1y2)はtrxさらにこれらの変variantを使ってPhotosynthetic analysisをおこなった results,ｘtype Trxとｙtype TrxがPSIサイクリックelectronicsそ达経路と同様にPSIの光 Defenseに Send and することを明らかにすることが出た.

项目成果

チオレドキシンによる多様な葉緑体機能の酸化還元制御

硫氧还蛋白对各种叶绿体功能的氧化还原调节

• 发表时间: 2021
• 作者: 桶川友季;坂本亘;本橋健;浅井 智広;桶川友季
• 通讯作者: 桶川友季

Maintaining the Chloroplast Redox Balance through the PGR5-Dependent Pathway and the Trx System Is Required for Light-Dependent Activation of Photosynthetic Reactions

• DOI: 10.1093/pcp/pcab148
• 发表时间: 2022-01-01
• 期刊: PLANT AND CELL PHYSIOLOGY
• 影响因子: 4.9
• 作者: Okegawa, Yuki;Tsuda, Natsuki;Motohashi, Ken
• 通讯作者: Motohashi, Ken

シロイヌナズナのx-型、y-型チオレドキシン欠損変異株の解析

拟南芥x型和y型硫氧还蛋白缺陷突变体的分析

• 发表时间: 2023
• 作者: 桶川友季;佐藤望;本橋健;坂本亘
• 通讯作者: 坂本亘

Balanced regulation of PGR5-dependent PSI cyclic electron transport is required for normal plant growth.

正常植物生长需要 PGR5 依赖性 PSI 循环电子传递的平衡调节。

• 发表时间: 2022
• 作者: Maeda Hanaki;Takahashi Koharu;Ueno Yoshifumi;Sakata Kei;Yokoyama Akari;Yarimizu Kozue;Myouga Fumiyoshi;Shinozaki Kazuo;Ozawa Shin-Ichiro;Takahashi Yuichiro;Tanaka Ayumi;Ito Hisashi;Akimoto Seiji;Takabayashi Atsushi;Tanaka Ryouichi;Yuki Okegawa
• 通讯作者: Yuki Okegawa

f型とm型チオレドキシンの光合成制御における機能分担

f型和m型硫氧还蛋白在光合作用控制中的功能划分

• 发表时间: 2022
• 作者: 桶川友季;本橋健;坂本亘
• 通讯作者: 坂本亘