光合成の光環境適応におけるレドックスシグナル伝達機構の解明

阐明光合适应光环境中的氧化还原信号机制

• 批准号: 18J20176
• 负责人: 田中 謙也
• 金额: $ 1.98万
• 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: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J20176/
• 关键词: レドックス; 光合成; シアノバクテリア; 活性酸素種; NADP; 概日時計; 細胞外電子伝達; レドックス状態; 電気化学; レドックスシグナル

本年度は、研究課題であるレドックスシグナル伝達機構と関連する細胞内レドックス状態について基礎的知見を得るため、以下に示す研究に取り組んだ。シアノバクテリアにおいてNADP(H)は光合成反応をはじめ、多くの代謝反応およびレドックスシグナル伝達に関与する重要な酸化還元コファクターであり、広範な生理学的プロセスを協調的に機能させるには細胞内NADP+/NADPH比は適切な範囲に制御される必要があると考えられている。しかし、これまでに定量されたNADP+/NADPH比の値には大きな差異がある。そこで、シアノバクテリアSynechocystis sp. PCC 6803に対し、新たなNADP(H)抽出方法を適用することでNADP+/NADPH比の光応答を調べた。野生株およびNAD(P)H dehydrogenaseが欠損した変異株の両方において、抽出法によって得られたNADP(H)の光応答はin vivoで測定されたNADPH蛍光の時間変化と定性的に一致した。重要なことに、すべてのNADP(H)が明暗変化によって酸化もしくは還元されるわけではないことが抽出法によって明らかとなった。これらの知見をまとめた論文は、Photosynthesis Research誌（査読有り）に受理された。この他に、レドックスシグナルとして重要である活性酸素種（ROS）レベルと概日時計との間に強い相関があることを明らかにした。この成果は論文としてとりまとめ、Scientific Reports誌（査読有り）に受理された。さらに、細胞外へのレドックスシグナルに関連して、シアノバクテリアのアノード電流生成と水酸化鉄還元量はグルコース添加によって大きく増加することが明らかとなった。この結果をとりまとめた論文は、Frontiers in Microbiology誌（査読有り）に受理された。

This year's research topic is to obtain basic knowledge of intracellular communication mechanisms and relationships. The following research groups are selected. NADP(H) plays an important role in the regulation of photosynthetic reactions, metabolic reactions, and physiological reactions. NADP+/NADPH ratio is necessary for the regulation of intracellular NADP+/NADPH ratio. The difference in NADP+/NADPH ratio is large. The new NADP(H) extraction method is applicable to the adjustment of the NADP+/NADPH ratio. NAD (H) dehydrogenase in wild plants was detected in vivo. Important: NADP(H), light and dark. This paper is accepted by Photosynthesis Research Journal. The active acid species (ROS) are important to the development of the plant. The results of this paper are accepted by Scientific Reports. In addition, the extracellular matrix is related to the generation of current and the increase of iron reduction in hydration. The results of this paper are published in Frontiers in Microbiology.

项目成果

シアノバクテリアS. elongatus PCC7942における概日レドックスリズムが環境適応機構に及ぼす影響に関する考察

考虑昼夜氧化还原节律对蓝藻S. elongatus PCC7942环境适应机制的影响

• 发表时间: 2018
• 作者: Tanaka Kenya;Yokoe Sho;Igarashi Kensuke;Takashino Motoko;Ishikawa Masahito;Hori Katsutoshi;Nakanishi Shuji;Kato Souichiro;田中謙也，石川聖人，加藤創一郎，中西周次
• 通讯作者: 田中謙也，石川聖人，加藤創一郎，中西周次

Mediator-Microorganism Interaction in Microbial Solar Cell: a Fluo-Electrochemical Insight

• DOI: 10.1021/acs.analchem.9b05808
• 发表时间: 2020-06-02
• 期刊: ANALYTICAL CHEMISTRY
• 影响因子: 7.4
• 作者: Beauzamy, Lena;Delacotte, Jerome;Lemaitre, Frederic
• 通讯作者: Lemaitre, Frederic

Ferrihydrite Reduction by Photosynthetic Synechocystis sp. PCC 6803 and Its Correlation With Electricity Generation.

• DOI: 10.3389/fmicb.2021.650832
• 发表时间: 2021
• 期刊: Frontiers in microbiology
• 影响因子: 5.2
• 作者: Tanaka K;Shimakawa G;Kusama S;Harada T;Kato S;Nakanishi S
• 通讯作者: Nakanishi S

The endogenous redox rhythm is controlled by a central circadian oscillator in cyanobacterium Synechococcus elongatus PCC7942

内源性氧化还原节律由蓝细菌细长聚球藻 PCC7942 中的中央昼夜节律振荡器控制

• DOI: 10.1007/s11120-019-00667-0
• 发表时间: 2019
• 期刊: Photosynthesis Research
• 影响因子: 3.7
• 作者: Kenya Tanaka;Masahito Ishikawa;Masahiro Kaneko;Kazuhide Kamiya;Souichiro Kato;Shuji Nakanishi
• 通讯作者: Shuji Nakanishi

光合成生物の光環境適応に関わる細胞内レドックス

细胞内氧化还原参与光合生物的光环境适应

• 发表时间: 2020
• 期刊: 生物工学会誌
• 作者: 田中謙也;中西周次
• 通讯作者: 中西周次