黄緑藻の葉緑体光定位運動と新奇LOV光受容体

黄绿藻叶绿体光定向运动和新型LOV光感受器

基本信息

批准号：
20K06692
负责人：
高橋文雄
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Toho University (2022)Ritsumeikan University (2020-2021)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

紅藻由来の葉緑体を保持する黄色植物は、昆布やワカメなどの褐藻や赤潮藻または海域の一次生産者である珪藻などが属する。その黄色植物に属する黄緑藻フシナシミドロ(Vaucheria frigida)は、古くから光生理学の実験材料として扱われてきた。本研究では、そのフシナシミドロが持つ光反応(青色)の中の葉緑体光定位運動に着目して研究を行ってきた。緑色植物において葉緑体光定位運動は、青色光受容体フォトトロピンに依存して起こることが報告されてきたが、フシナシミドロはフォトトロピンを保持せず、他の青色光受容体の存在が示唆されていた。近年、フシナシミドロトランスクリプトームデータベースから、新奇青色光受容体様タンパク質が単離された。この新奇青色光受容体様タンパク質は光受容ドメイン(LOV)とアクチン細胞骨格に関連するドメインを保持しており、葉緑体光定位運動の受容体と考えている。本年度は、葉緑体光定位運動時の阻害剤の効果について解析を行った。信号伝達系の阻害剤を用いると、葉緑体の運動が停止した（原形質流動）。その後、マイクロビーム顕微鏡を使って葉緑体光定位運動を誘導すると集合・逃避運動ともに観察された。フシナシミドロの葉緑体光定位運動は、動物が保持する信号伝達系を用いている可能性が示唆された。アクチンの動態観察には、蛍光ファロイジンを用いて染色した結果、抗体観察より、詳細に観察されることがわかった。新奇光受容体の生化学的解析に関しては、pCold vectorを用いてタンパク質の発現を誘導したが、発色団は結合していなかった。

携带源自红藻类的叶绿体的黄色植物包括海带和海藻等棕色藻类，红潮藻类或硅藻，它们是海洋主要生产者。属于这种黄色植物的黄绿色藻类，Vaucheria frigida长期以来一直被视为光生理学的实验材料。在这项研究中，我们专注于fusinashimidro的光反应（蓝色）中的叶绿体光疗法运动。据报道，绿色植物中的叶绿体光子分析运动取决于蓝色光感受器的光致蛋白，但Fusinashimidro不保留光蛋白，这表明存在其他蓝色光感受器。近年来，新型的蓝色光感受器样蛋白已从fusinashimidrotranscriptome数据库中分离出来。这种新型的蓝色光感受器样蛋白具有感光域（LOV）和与肌动蛋白细胞骨架相关的结构域，被认为是叶绿体光电运动的受体。今年，我们分析了叶绿体光子分配运动中抑制剂的影响。使用信号抑制剂导致叶绿体运动（等离子体通量）。之后，当使用微束显微镜诱导叶绿体光胃化运动时，观察到组装和逃生运动。已经提出，fusinashimidro的叶绿体光植物化可能使用动物保留的信号系统。用荧光胶质素染色以观察肌动蛋白动力学的结果表明，结果比抗体观察更详细。为了对新型感光体进行生化分析，使用PCOLD载体诱导蛋白质表达，但没有发色团结合。