葉緑体の内膜形成から迫る核様体ダイナミクスの制御機構

从叶绿体内膜形成开始的核动力学控制机制

基本信息

批准号：
19J01779
负责人：
藤井祥
金额：
$ 2.58万
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：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J01779/
关键词：
色素体分化核様体チラコイド膜葉緑体シロイヌナズナ

项目摘要

2021年度は，葉緑体の分化過程において核様体の形態や機能を司る分子メカニズムについて膜形成に着目した研究を行った。①チラコイド膜の発達に不可欠な膜脂質ホスファチジルグリセロール（PG）の役割を調べるため，シロイヌナズナのPG欠損変異体におけるマイクロアレイデータを詳細に解析した。PG欠損変異体では，色素体コードのRNAポリメラーゼ（PEP）によって転写される色素体遺伝子の発現が特に強く低下したことから，PGがPEPの機能に深く関わる可能性を提唱した。この成果はJournal of Experimental Botany誌上で発表した。②PEPによる転写パターンをゲノムワイドに明らかにするため，クロマチン免疫沈降とハイスループットシーケンシングの組み合わせ（ChIP-seq）により，PEPのDNA結合特性を解析した。その結果，PEPがtRNA・rRNA領域や転写開始点近傍と強く相互作用する傾向を見出した。また色素体のシグマ転写因子（SIG）のSIG2とSIG6が特異的なtRNA遺伝子の転写を誘導する可能性を提唱した。成果は査読付きの学術誌に投稿中である。色素体シーケンスデータ可視化ツールPlavistoも公表した。③核様体の膜アンカーが核様体の形態と機能に与える影響を明らかにするため，シロイヌナズナを用いて膜アンカータンパク質MFP1の機能を解析した。mfp1変異体では核様体が凝集し，色素体DNAのコピー数も減少することを発見した。強光照射時のPEPによる急速な転写誘導が，mfp1変異体では抑制されることをChIP-seq法により突き止めた。MFP1による核様体の膜アンカーが，核様体の膜上での分配とストレス条件下における効率的な色素体遺伝子の発現に重要であり，植物の柔軟な環境応答に貢献する可能性を示唆している。この成果については，現在論文化の作業を進めている。

在2021年，我们进行了研究，重点是膜形成，这些膜形成在叶绿体分化过程中控制核苷的形态和功能的分子机制。 1）研究详细分析了拟南芥中PG缺陷型突变体中的微阵列数据，研究膜脂质膜至关重要的膜脂质磷脂酰甘油（PG）的作用。在缺乏PG的突变体中，由质体编码的RNA聚合酶（PEP）转录的质体基因的表达尤其大大降低，我们提出了PG可能与PEP功能深深涉及的可能性。结果发表在《实验植物学杂志》杂志上。 2）为了阐明PEPS全基因组的转录模式，通过结合染色质免疫沉淀和高通量测序（CHIP-SEQ）来分析PEPS的DNA结合特性。结果，我们发现PEP与tRNA/rRNA区域和转录起点强烈相互作用。我们还提出了质体的Sig2和Sig6的Sig2和Sig6可以诱导特定tRNA基因的转录。结果目前已提交给同行评审的学术期刊。 Plastophyte测序数据可视化工具Plavisto也已发布。 3）为了阐明核苷的膜锚对核苷的形态和功能的影响，使用拟南芥分析了膜锚蛋白MFP1的功能。我们发现MFP1突变体聚集了核苷，也减少了质体DNA拷贝的数量。使用ChIP-Seq方法来确定在MFP1突变体中抑制了PEP在强烈的光照射过程中快速转录诱导。这表明，MFP1将核苷锚定的膜锚定对于核苷在膜上的分布和在应激条件下质体基因的有效表达很重要，并且可能有助于植物的柔性环境反应。当前在理论文化的工作中正在进行结果。

项目成果

期刊论文数量（16）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

High-resolution map of plastid encoded polymerase binding patterns demonstrates a major role of transcription in chloroplast gene expression

质体编码聚合酶结合模式的高分辨率图证明转录在叶绿体基因表达中的主要作用

DOI：
10.1101/2022.01.18.476797
发表时间：
2022
期刊：
bioRxiv
影响因子：
0
作者：
Palomar V. Miguel;Jaksich Sarah;Fujii Sho;Kucinski Jan;Wierzbicki Andrzej T.
通讯作者：
Wierzbicki Andrzej T.

膜形成とDNA構造から解き明かす葉緑体分化のからくり

从膜形成和DNA结构揭示叶绿体分化机制

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Fujii S,Wada H;Kobayashi K;藤井祥，鹿内利治，西村芳樹;藤井祥，鹿内利治，西村芳樹;藤井祥，鹿内利治，西村芳樹;藤井祥，鹿内利治，西村芳樹;藤井祥，永田典子，増田建，和田元，小林康一;藤井祥，永田典子，増田建，和田元，小林康一;藤井祥，永田典子，増田建，和田元，小林康一;藤井祥
通讯作者：
藤井祥

Blue Light Regulates Phosphate Deficiency-Dependent Primary Root Growth Inhibition in Arabidopsis

DOI：
10.3389/fpls.2019.01803
发表时间：
2020-01
期刊：
Frontiers in Plant Science
影响因子：
5.6
作者：
C. Yeh;Koichi Kobayashi;Sho Fujii;H. Fukaki;Nobutaka Mitsuda;M. Ohme-Takagi
通讯作者：
C. Yeh;Koichi Kobayashi;Sho Fujii;H. Fukaki;Nobutaka Mitsuda;M. Ohme-Takagi

ミシガン大学(米国)

密歇根大学（美国）