光合成能の獲得に伴う色素体及びミトコンドリアのDNA複製活性の変化とその制御機構

与光合能力获得相关的质体和线粒体DNA复制活性的变化及其控制机制

• 批准号: 09274205
• 负责人: 酒井 敦
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09274205/
• 关键词: タバコ(Nicotiana tabacum); BY-2; 色素体; ミトコンドリア; 転写; DNA複製; RNAポリメラーゼ; DNAポリメラーゼ

本研究の目的は、色素体およびミトコンドリアのDNAおよびRNAポリメラーゼについてその多様性と役割分担を明らかにし、植物細胞進化過程におけるオルガネラゲノム間のクロストークについて考察することである。今年度の成果は、以下の通りである。1.タバコ培養細胞BY-2から細胞核、原色素体核、ミトコンドリア核を高純度で単離し、in vitro転写反応を行わせる系を確立した。単離原色素体核のin vitro転写活性は、葉緑体RNAポリメラーゼの阻害剤であるtagetitoxinによって部分的にしか阻害されず、原色素体では葉緑体と性質の異なるRNAポリメラーゼが主カを占めている可能性が示唆された。2.タバコ培養細胞BY-2とタバコ成熟葉における色素体遺伝子の発現様式を転写および転写産物蓄積のレベルで比較し、転写と転写産物蓄積との関係を検討した。単離葉緑体核のin vitro転写活性は単離原色素体核の約25倍(鋳型DNA1μgあたり)に達する。転写活性化の程度と転写産物量の増大との間には一定の直線的な関係が成り立ち、色素体転写産物蓄積量の決定において転写レベルでの制御が重要であることが示された。また、BY-2における色素体遺伝子発現の様相は、色素体ゲノムからrpoB(大腸菌型RNAポリメラーゼのβサブユニット遺伝子)を欠失させたタバコ(Alisonら、1996)における色素体遺伝子発現の様式に類似しており、BY-2の原色素体においては色素体コードの(大腸菌型)RNAポリメラーゼの役割が相対的に小さいと推測された。3.BY-2から単離した原色素体核のin vitro転写活性はtagetitoxinに比較的耐性であるのに対し、タバコ葉肉細胞から単離した葉緑体核の転写活性は感受性が高いことを明らかにし、分化にともなう色素体転写装置の性質の変化を示した。4、BY-2から単離した原色素体核およびミトコンドリア核に存在するDNAポリメラーゼの性質(鋳型選択性等)についてゲル内DNAポリメラーゼアッセイ法および単離核のin vitroDNA合成系を用いて検討し、その類似性を示した。

The purpose of this study is to clarify the diversity and division of DNA and RNA in the process of chromosome development and to investigate the evolution of plant cells. This year's achievements are as follows: 1. Cell culture BY-2: Cell nucleus, protoplast nucleus, cell nucleus, high purity, cell culture in vitro In vitro transcription activity of protochromes, chloroplast RNA transcription activity, and the possibility of chloroplast DNA transcription activity in protochromes were investigated. 2. To investigate the relationship between the expression of chromosome gene and the accumulation of chromosome product in mature leaves of cultured cells BY-2. The in vitro DNA activity of isolated chloroplast nuclei was about 25-fold higher than that of protoplast nuclei (1μg of DNA). There is a linear relationship between the degree of pigment activation and the increase in the amount of pigment product, and the control of pigment product accumulation is important. By, BY-2 is the opposite of the chromosome gene expression pattern, and the chromosome gene expression pattern is similar to that of BY-2 in the chromosome gene expression pattern (Alison, 1996), which is the opposite of the chromosome gene expression pattern (Alison, 1996) in the chromosome gene expression pattern (Alison, 1996). 3. BY-2 The activity of protoplast nucleus in vitro was compared with that of tagetitoxin, and the sensitivity of chloroplast nucleus in vitro was high. 4. BY-2: DNA diversity in the presence of pro-pigment nuclei and pro-pigment nuclei (type selectivity, etc.). DNA diversity in the presence of pro-pigment nuclei and pro-pigment nuclei. DNA diversity in the presence of pro-pigment nuclei.

项目成果

Sakai A et al.: "Simultaneous isolation of cell-nuclei,plastid-nuclei,and mitochondrial-nuclei from cultured tobacco cells ; comparative analysis of their transcriptional activities in vitro." Plant Science. (in press). (1998)

Sakai A 等人：“从培养的烟草细胞中同时分离细胞核、质体核和线粒体核；对其体外转录活性进行比较分析。”

Nagata N et al.: "Preferential degradation of plastid DNA with preservation of mitochondrial DNA in the sperm cells of Pelargonium zonale during pollen development." Protoplasma. 197. 217-229 (1997)

Nagata N 等人：“在花粉发育过程中，天竺葵精子细胞中质体 DNA 优先降解，线粒体 DNA 得以保存。”

Sakai A et al.: "Amyloplast formation in cultured tobacco cells II:effects of transcription/translation inhibitors on accumulation of starch." Cytologia. 62. 295-301 (1997)

Sakai A 等人：“培养烟草细胞中淀粉体的形成 II：转录/翻译抑制剂对淀粉积累的影响”。