概日時計による光合成機能の時間的統合:時間情報の細胞内クロストーク

生物钟对光合功能的时间整合：时间信息的细胞内串扰

• 批准号: 11151213
• 负责人: 近藤 孝男
• 金额: $ 2.56万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11151213/
• 关键词: シアノバクテリア; 概日時計; 時計遺伝子; タバコ; 葉緑体形質転換; 生物発光; 光合成遺伝子

植物の様々な代謝の中でも昼夜変化に大きく依存する光合成機能は概日時計の制御をうけ、多くの光合成の遺伝子発現が概日リズムを示す。従って概日時計による制御を理解することは、光合成機能の理解に重要であり、さらに農業上の収率向上の可能性を持っている。本計画では、植物細胞における遺伝子発現の時間的制御を理解することを目指し、核および葉緑体の2っの異なる遺伝子系にわたる発現リズムをコーディネートする時計機構を調査するため、まず生物発光レポータを指標としたリアルタイム遺伝子発現測定系の構築を試みた。このため葉緑体ゲノムに相同組換えを起こす組換え遺伝子(psbDプロモーター下流にルシフェラーゼ遺伝子を接続した)を作製し、京都大学豊島研究室の協力を得て、タバコにパーティクルガンで導入した。現在形質転換体の発育をまって発光の測定を行う予定である。植物の発光レポーターが当研究室で使用している生物発光測定装置によって、感度的にも充分測定可能であることは、すでに確認されているので、形質転換体が得られれば、速やかに結果が得られると期待される。もし、基質の透過性などの問題で発光レポーターがうまく作動しない場合は、基質を要しないGFPをレポーター遺伝子として利用する検討も進めつつある。一方、アラビドプシスの短周期型時計変異体toc1を得て、この核コードの遺伝子(cab等)や子葉の運動リズムなどに広く影響を与えるアラビドプシスの時計変異体が、葉緑体コードpsbD LRPからの転写産物量のリズムに同様の影響をあたえるか、否かをノザン解析によって調べつつある。

Plant metabolism is dependent on day-night variation, photosynthesis functions are controlled by day-time, and photosynthesis and production of multiple genes are demonstrated by day-time variation. It is important to understand the function of photosynthesis and to maintain the possibility of agricultural recovery. The aim of this project is to understand the regulation of gene expression time in plant cells, and to construct a timing system for the investigation of gene expression time in plant cells. The chloroplast sequence was introduced in collaboration with Toshima Laboratory of Kyoto University. Now the development of physical and chemical transformation is determined by the determination of light. Plant luminescence is measured in the laboratory using a bio-luminescence measurement device that is sensitive to light and can be used to confirm the presence of light and the quality of the substance. In case of substrate permeability problem, GFP is required to be activated and utilized. A short period type chronometer toc1 is obtained, a nucleus type gene (cab, etc.) and a cotyledon movement pattern are affected by the same influence as a short period type chronometer toc1, a chloroplast type gene psbD LRP and a short period type gene product quantity.

项目成果

Nishiwaki T.: "Nucleotide binding and autophosphrylation of the clock protein KaiC as a circadian timing process of cyanobacteria"Proc. Natl. Acad. Sci.. 97. 495-499 (2000)

Nishiwaki T.：“时钟蛋白 KaiC 的核苷酸结合和自磷酸化作为蓝细菌的昼夜节律过程”Proc。

Kondo, T.: "The circadian clocks of plants and cyanobacteria"Trends Plant Sci.. 4. 171-176 (1999)

Kondo, T.：“植物和蓝细菌的生物钟”Trends Plant Sci.. 4. 171-176 (1999)

Kondo T: "Circadian clock of cyanobacteria."Bio Essays. 22. 10-15 (2000)

Kondo T：“蓝藻的昼夜节律时钟。”生物论文。

Iwasak H: "Physical interactions among circadian clock proteins, KaiA, KaiB and KaiC, in cyanobacteria."EMBO J. 18. 1137-1145 (1999)

Iwasak H：“蓝藻中生物钟蛋白 KaiA、KaiB 和 KaiC 之间的物理相互作用。”EMBO J. 18. 1137-1145 (1999)