オルガネラゲノム核様体の構造様式：その蛋白質構成、ダイナミズムに迫る

细胞器基因组核的结构风格：探讨其蛋白质组成和动态

• 批准号: 14J00786
• 负责人: 小林 優介
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J00786/
• 关键词: 葉緑体核様体; ホリデイジャンクション; DNA-オリガミ技術; 原子間力顕微鏡; クラミドモナス; シロイヌナズナ; 相同組換え; 葉緑体DNA分配; 進化; 亜硫酸還元酵素; 細胞内共生

葉緑体核様体の形態制御に関わる分子メカニズムに迫るべく、緑藻クラミドモナスの変異体monokaryotic chloroplast (moc) H72に注目した。mocH72は葉緑体DNAの不均等分配が頻繁に観察される（Misumi et al., Protoplasma, 1999）。申請者はmocH72の原因遺伝子MOC1を同定し、さらに陸上植物シロイヌナズナにおいても、MOC1は葉緑体に局在し、葉緑体DNAの維持や葉緑体核様体の形態制御に極めて重要であることを示した。MOC1はSWISSホモロジーモデリングによってバクテリアのRuvCタンパク質様構造を形成することが示唆された。RuvCは相同組換えの最終ステップであるホリデイジャンクション（HJ）の切断酵素であり、葉緑体において相同の活性を示す酵素はこれまで見つかっていない。申請者は、MOC1はHJに特異的に結合し、補因子としてマグネシウムイオンやマンガンイオンを要求しながら、25-35℃付近で強いエンドヌクレアーゼ活性を示すことを明らかにした。さらに、様々な構造や配列を持つ基質を作成し、シス配列や構造特異性を解析したところ、MOC1は切断活性にはシス配列として長い相同配列は必要とせず、コア配列C↓C（↓は切断サイト）を点対称に切断することを証明した。葉緑体には約80コピーの相同DNA分子が存在しており、それらは光合成によって発生する活性酸素種などによって常に障害をうける。つまり、葉緑体では頻繁な相同組換えによって、葉緑体DNA分子同士はHJによって繋がった構造（葉緑体DNAコンカテマー）を形成すると考えられている。MOC1は葉緑体内においてHJを切断し、コンカテマーを解消することで葉緑体DNAの可動性、延いては葉緑体核様体の可動性を保証していると考えられる。

The morphological control of chloroplast nucleus is related to molecular structure, molecular structure and molecular structure. moc H 72 was frequently observed for unequal distribution of chloroplast DNA (Misumi et al., Protoplasma, 1999）。The applicant expressed the importance of MOC1 in determining the genetic identity of moch72, and in maintaining the chloroplast DNA and morphological control of the chloroplast nucleus. MOC1 SWISS RuvC has the same cleavage enzyme in the final statin (HJ), and the same activity in the chloroplast. The applicant shall, MOC1 HJ specific binding, complement factor and other requirements, 25-35℃ close to the strong medium temperature and high activity. In addition, the structural alignment of the matrix is determined by the structural specificity of the MOC. Chloroplast DNA is the same molecule at about 80 ° C. It is a common obstacle to photosynthesis and production of active acid species. Chloroplast DNA molecules are frequently replaced by chloroplast DNA molecules. MOC1 is responsible for the mobility of chloroplast DNA and chloroplast nuclei.

项目成果

真核生物型 DNA 結合タンパク質 CreSAP は葉緑体核様体の構成的因子である

真核 DNA 结合蛋白 CreSAP 是叶绿体核的组成因子。

• 发表时间: 2014
• 作者: 田草川真理;小林優介;深尾陽一朗;西村芳樹;三角修己;小林優介,田草川真理,小田原真樹,原田尚実,深尾陽一朗,鹿内利治,西村芳樹
• 通讯作者: 小林優介,田草川真理,小田原真樹,原田尚実,深尾陽一朗,鹿内利治,西村芳樹

The structure of chloroplast nucleoids in the green alga Chlamydomonas reinhardtii

绿藻莱茵衣藻叶绿体核仁的结构

• 发表时间: 2014
• 作者: Kobayashi Y;Takusagawa M;Odahara M;Fukao Y;Shikanai T;Nishimura Y.
• 通讯作者: Nishimura Y.

Eukaryotic Components Remodeled Chloroplast Nucleoid Organization during the Green Plant Evolution.

• DOI: 10.1093/gbe/evv233
• 发表时间: 2015-11-25
• 期刊: Genome biology and evolution
• 影响因子: 3.3
• 作者: Kobayashi Y;Takusagawa M;Harada N;Fukao Y;Yamaoka S;Kohchi T;Hori K;Ohta H;Shikanai T;Nishimura Y
• 通讯作者: Nishimura Y

MOC1, a Holliday junction resolvase, is critical for chloroplast DNA segregation

MOC1 是一种霍利迪连接体解析酶，对于叶绿体 DNA 分离至关重要

• 发表时间: 2017
• 作者: 小林優介;三角修己;小田原真樹;廣野雅文;日高久美;遠藤政幸;杉山弘;黒岩常祥;鹿内利治;西村芳樹;Kobayashi Y
• 通讯作者: Kobayashi Y

Dynamic Interplay between Nucleoid Segregation and Genome Integrity in Chlamydomonas Chloroplasts

• DOI: 10.1104/pp.16.01533
• 发表时间: 2016-12-01
• 期刊: PLANT PHYSIOLOGY
• 影响因子: 7.4
• 作者: Odahara, Masaki;Kobayashi, Yusuke;Nishimura, Yoshiki
• 通讯作者: Nishimura, Yoshiki