葉緑体光定位運動における新規因子の同定と信号伝達分子メカニズムの解明

叶绿体光定向运动中新因素的鉴定和信号转导分子机制的阐明

• 批准号: 17J06717
• 负责人: 比嘉 毅
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J06717/
• 关键词: 葉緑体運動; 光受容体; フォトトロピン; CHUP1; 生化学

本研究は植物細胞の持つ葉緑体が、光合成効率を高めるために弱い光に集まり（集合反応）、逆に強すぎる光から逃れることでその損傷を防ぐ（逃避反応）、葉緑体光定位運動という現象について、未知の制御因子の同定と信号伝達のメカニズムを明らかにすることを目的としている。59に及ぶ新規制御因子の候補について取得した変異体を、2-3回に渡り繰り返しスクリーニングにかけた結果、集合反応のみ、または逃避反応のみが低下する変異体や、その両方が低下する変異体を高い再現性のもと見出した。過去の研究で、集合および逃避反応は異なる信号伝達機構を利用している可能性が指摘されており、今回片方のみの反応の低下が認められた変異体については、欠損する因子がどちらかの反応のみを制御するものと考えられ、本研究の目標とする未知の信号伝達メカニズムの解明の大きな手がかりになりうると考えている。本年度の後半ではこれら新規候補因子のうち、GTP結合蛋白質ファミリーに属する因子に着目した。この因子は光受容体phot2と相互作用するものとして初年度の実験によりに同定され、かつ同蛋白質ファミリーの特徴としてアクチン繊維への結合能を有するとされている。このことから光受容と、アクチン繊維を利用した葉緑体運動系の間をつなぐ信号伝達に関わる因子である可能性が大いに期待できる。本年度はこの候補因子の細胞内局在や、BiFCまたはYeast Two-Hybrid系による細胞内でのphot2との相互作用を観察するためのコンストラクトの作成に成功し、今後必要とされる詳細な観察を可能とした。加えて、局在制御型phot2を発現する形質転換植物についての実験を初年度より継続しており、phot2の人為的な局在コントロールを生化学的に検証することに成功した。これら形質転換植物が作成されたことで、本研究のさらなる発展が見込まれる。

In this study, plant cell chloroplast maintenance, photosynthetic efficiency, aggregation, reverse photoinhibition, chloroplast photolocalization, phenomenon, unknown control factors, signal transmission, aggregation, reverse photoinhibition, reverse photoinhibition. 59 and new control factor candidates to obtain different, 2-3 round return to the original, to avoid the original, to reduce the original In the past, we studied the possibility of using the mechanism of signal transmission to avoid anti-interference, but now we recognize the low level of anti-interference in the film. We studied the possibility of using the mechanism of signal transmission to avoid anti-interference, and the purpose of this study was to study the unknown mechanism of signal transmission to solve the problem. In the second half of the year, the new candidate factors, GTP binding protein, were identified. These factors interact with photoreceptors phot2, and the binding energy of these proteins is determined. The possibility of the chloroplast movement system being used in response to light is high. This year, the intracellular interaction of candidate factors in BiFC and Yeast Two-Hybrid systems was successfully investigated, and detailed investigations were possible in the future. In addition, phot 2 was successfully detected in the biological system of the plant. This study is based on the results of the study.