Reconsidering algal CO2-concentrating organelles from the perspective of liquid-liquid phase separation

从液-液相分离角度重新思考藻类CO2浓缩细胞器

• 批准号: 20H03073
• 负责人: 山野 隆志
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H03073/
• 关键词: 相分離; CO2濃縮機構; ピレノイド; 葉緑体; クラミドモナス

本研究の目的は、藻類が持つ液-液相分離(以下、相分離)するオルガネラをモデルとして、水圏環境の光合成の維持に関わるCO2濃縮機構を相分離の視点で捉え直すことである。これにより、動植物に共通した相分離オルガネラの形成・分裂の分子メカニズムを探る。具体的には、藻類の葉緑体内に多く見られる、CO2固定酵素Rubiscoが凝集した構造であるピレノイドについて、1) 相分離する性質を持つピレノイドの構成因子、2) ピレノイド構成因子の１細胞観察によるドロプレット内の分子の振る舞い、3) 相分離の状態が異常になったピレノイド変異株のスクリーニングによる、ピレノイドの消失・生成・数・分裂を制御する因子の同定、について明らかにする。昨年度は、2021年度に立ち上げたマイクロ流体デバイスを用いたピレノイド分裂の高解像度リアルタイム１細胞観察系を用いて、異なる環境条件（主にCO2濃度条件）におけるドロプレット内の分子の振る舞いを定量的に測定し、環境条件におけるドロップレットの性質の違いを明らかにした。また、2021年度に単離したピレノイド形成不全株の解析を進め、その結果を国内外の学会で発表するとともに、国際学術誌に報告した（Shimamura et al. 2023）。さらに、ピレノイドの数に注目し、その数が異常になった変異株の単離を進め、その解析結果について、プリンストンで開かれた国際会議で招待講演を行った。

The purpose of this study is to investigate the relationship between algae growth and phase separation (hereinafter, phase separation) and the maintenance of photosynthesis in aqueous environments. The common phase separation of plants and animals, the formation of molecular division, and the exploration of molecular division Specifically, in algae chloroplasts, Rubisco is found in aggregated structures, 1) phase separation properties, 2) phase separation components, 1) molecular vibration in chloroplasts, 3) phase separation status, 1 abnormal structure, 3) abnormal state, 4) abnormal state, 4) abnormal state, 5) abnormal state, 6) abnormal state, 7) abnormal state, 7) abnormal state, 8) abnormal state, 9) abnormal The factors of disappearance, generation, number and division are determined and determined. In 2021 and 2021, the high-resolution cell culture system was used in different environmental conditions (mainly CO2 concentration conditions), and the molecular vibration in the cell culture was quantitatively measured. In 2021, the analysis of incomplete plant formation was carried out, and the results were reported in international academic journals (Shimamura et al. 2023). For example, if you want to make a speech at an international conference, you can make a speech at the conference.

项目成果

CO2濃縮機構を制御する緑藻クラミドモナスのWWドメイン含有タンパク質

绿藻衣藻中含有 WW 结构域的蛋白质，可控制 CO2 浓度机制

• 发表时间: 2022
• 作者: 嶋村 大亮;安田 詢子;大垣 美萌;山原 洋佑;山野 隆志;福澤 秀哉
• 通讯作者: 福澤 秀哉

液-液相分離する緑藻ピレノイドの１細胞高解像度観察

进行液-液相分离的绿藻蛋白核的单细胞高分辨率观察

• 发表时间: 2022
• 作者: 山野 隆志;小峠 達大; 福澤 秀哉
• 通讯作者: 福澤 秀哉

液-液相分離する緑藻ピレノイドのCO2濃度変化における動態解析

绿藻蛋白核液-液相分离过程中CO2浓度变化的动态分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 小峠 達大;山野 隆志;福澤 秀哉
• 通讯作者: 福澤 秀哉

緑藻クラミドモナスが持つピレノイドの形態変化はCO2濃縮機構に関わる遺伝子の発現に影響を与える

绿藻衣藻中蛋白核形态的变化影响二氧化碳浓度机制相关基因的表达

• 发表时间: 2022
• 作者: 嶋村 大亮;新川 友貴;胡 東輝;山野 隆志;福澤 秀哉
• 通讯作者: 福澤 秀哉

Abnormal pyrenoid morphology due to the SAGA1 mutation affects CAS-dependent gene expression and CAS localization in Chlamydomonas reinhardtii

SAGA1 突变导致的蛋白核形态异常影响莱茵衣藻中 CAS 依赖性基因表达和 CAS 定位

• 发表时间: 2022
• 作者: Daisuke Shimamura;Takashi Yamano;Yuuki Niikawa;Hu Donghui;Hideya Fukuzawa
• 通讯作者: Hideya Fukuzawa