ようこそ葉緑体ゲノミックス研究グループへ

English

撮影:大西成明氏

名古屋大学  特別教授
名古屋市立大学 名誉教授

杉浦昌弘

〒464-8602 名古屋市千種区不老町
名古屋大学 遺伝子実験施設(理学部F館1階 F-110号室)
Fax: 052-788-6033

研究グループの目標

  1. 「葉緑体」の遺伝子発現系を理解する。特に、「翻訳」と「RNAスプライシング」に焦点を絞る。
  2. 得られた知見は、遺伝子、分子進化や光合成系の理解、および「葉緑体工学」に寄与する。
研究課題

葉緑体の遺伝子発現(翻訳、スプライシング)の分子機構

植物の光合成器官である「葉緑体」は、約150 kbp の環状 DNA ゲノムを持ち、その内に約80種の蛋白質コード遺伝子がある。

葉緑体は、光合成する原核生物が細胞内共生して生じたことから、その遺伝子発現系は原核型と考えられていた。しかし、それらの遺伝子は2種の RNA ポリメラーゼによって転写され、その前駆体 mRNA は RNA エディティング、RNA スプライシングや RNA 切断など複雑な過程を経て成熟 mRNA となって翻訳される。遺伝子発現の制御は、主として翻訳段階など転写以降の過程で行われる。

我々は、葉緑体の「翻訳」の分子機構を解析するため、世界に先がけタバコ植物の単離葉緑体から「in vitro(無細胞)翻訳系」を開発した。この系を用いて,
 (1)正しい翻訳開始点の同定
 (2)5'非翻訳領域(5'UTR)の翻訳シス配列の翻訳活性に基づく同定
 (3)5'UTR と蛋白質コード領域との相互作用による翻訳活性の制御
を行っている。

これまでの研究から、葉緑体の翻訳の開始機構は、原核生物のものと大きく異なっていることを明らかにした。

また、次のブレークスルー技術として in vitro RNA スプライシング系の開発も行っている。

 


メンバー

 湯川眞希 修士(理学)
「葉緑体mRNAの翻訳機構」
「葉緑体in vitroスプライシング系の開発」
 
 Tel/Fax: 052-788-6033

 山村佳実(秘書・非常勤)

Tel: 052-789-3086
Fax: 052-789-3083

共同研究先

   名古屋市立大学大学院・システム自然科学研究科・湯川研究室 (植物 in vitro 発現系の開発と利用)

 

最近の論文

  1. Nakamura, M., Y. hibi, T. Okamoto and M. Sugiura.  Cooperation between the chloroplast psbA 5’-untranslated region and coding region is important for translational initiation: the chloroplast translation machinery cannot read a human viral gene coding region.  Plant J. 85, 772-780 (2016)
  2. Ido, A., S. Iwata, Y. Iwata, H. Igarashi, T. Hamada, S. Sonobe, M. Sugiura and Y. Yukawa.  Arabidopisis pol II-dependent in vitro transcription system reveals role of chromatin for light-inducible rbcS gene transcription.  Plant Physiol., 170, 642-652 (2016)
  3. Sugiura, M., Y. Takeda, P. Waterhouse, I. Small, S. Curtin and T. Millar. Chapter 6 "Nucleic Acids". In “Biochemistry & Molecular Biology of Plants, 2nd ed.” (B.B. Buchanan, W. Gruissem and R.L. Jones eds), American Society of Plant Biologists, Wiley Blackwell, Hoboken, USA, pp.240-288 (2015)
  4. Kuroda, H. and M. Sugiura: Processing of the 5’-UTR and existence of protein factors that regulate translation of tobacco chloroplast psbN mRNA.  Plant Mol. Biol., 86:585-593 (2014)
  5. Sugiura, M.: Plastid mRNA translation.  In “Chloroplast Biotechnology: Methods and Protocols, Methods in Molecular Biology, vol. 1132” (P. Maliga, ed.), Springer Science+Business Media, New York, pp.73-91 (2014)
  6. Sugiura, M.: Translation in chloroplasts of flowering plants. In “Translation in Mitochondria and Other Organelles” (A.-M. Duchêne ed.), Springer-Verlag Berlin Heidelberg, pp.207-224 (2013)
  7. Yukawa, M. and M. Sugiura: An additional pathway to translate the downstream ndhK cistron in partially overlapping ndhC-ndhK mRNAs in chloroplasts. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 110:5701-5706 (2013)
  8. Adachi, Y., H. Kuroda, Y. Yukawa and M. Sugiura: Translation of partially overlapping psbD-psbC mRNAs in chloroplasts: the role of 5'-processing and translational coupling. Nucl. Acids. Res., 40:3152-3158 (2012)
  9. Suzuki, H., H. Kuroda, Y. Yukawa and M. Sugiura: The downstream atpE cistron is efficiently translated via its own cis-element in partially overlapping atpB-atpE dicistronic mRNAs in chloroplasts. Nucl. Acids. Res., 39: 9405-9412 (2011)

タバコ葉緑体ゲノムのサークルマップ(2005年版)

タバコ葉緑体mRNAのコドン使用頻度

タバコ葉緑体DNAマイクロアレイのデータ


杉浦昌弘HPへ



2017年4月9日更新