2024/03/21 更新

写真a

ヤマモト　ハルキ
山本　治樹
YAMAMOTO Haruki
所属
大学院生命農学研究科 応用生命科学専攻 応用生命科学 助教
大学院担当
大学院生命農学研究科
学部担当
農学部 応用生命科学科
職名
助教

学位 1

  1. 博士(農学) （ 2011年3月   名古屋大学 ） 

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研究キーワード 1

  1. 光合成

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研究分野 1

  1. ライフサイエンス / 植物分子、生理科学

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経歴 3

  1. 名古屋大学   大学院生命農学研究科   助教

    2019年4月 - 現在

  2. 名古屋大学   生命農学研究科   研究員

    2018年2月 - 2019年3月

  3. Indiana University   Research Associate

    2015年4月 - 2018年1月

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学歴 1

  1. 名古屋大学   農学部   応用生物科学科

    - 2006年3月

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    国名： 日本国

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所属学協会 4

  1. 日本農芸化学会   中部支部会計幹事

    2022年4月 - 現在

  2. 日本ゲノム微生物学会

    2020年12月 - 2024年3月

  3. 日本植物生理学会

  4. 日本光合成学会

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論文 9

  1. Comparative Genomic Analysis of the Marine Cyanobacterium Acaryochloris marina MBIC10699 Reveals the Impact of Phycobiliprotein Reacquisition and the Diversity of Acaryochloris Plasmids 査読有り 国際誌

    Yamamoto Haruki, Uesaka Kazuma, Tsuzuki Yuki, Yamakawa Hisanori, Itoh Shigeru, Fujita Yuichi

    MICROORGANISMS   10 巻 ( 7 ) 頁： 1374 - 1374   2022年7月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Microorganisms  

    Acaryochloris is a marine cyanobacterium that synthesizes chlorophyll d, a unique chlorophyll that absorbs far-red lights. Acaryochloris is also characterized by the loss of phycobiliprotein (PBP), a photosynthetic antenna specific to cyanobacteria; however, only the type-strain A. marina MBIC11017 retains PBP, suggesting that PBP-related genes were reacquired through horizontal gene transfer (HGT). Acaryochloris is thought to have adapted to various environments through its huge genome size and the genes acquired through HGT; however, genomic information on Acaryochloris is limited. In this study, we report the complete genome sequence of A. marina MBIC10699, which was isolated from the same area of ocean as A. marina MBIC11017 as a PBP-less strain. The genome of A. marina MBIC10699 consists of a 6.4 Mb chromosome and four large plasmids totaling about 7.6 Mb, and the phylogenic analysis shows that A. marina MBIC10699 is the most closely related to A. marina MBIC11017 among the Acaryochloris species reported so far. Compared with A. marina MBIC11017, the chromosomal genes are highly conserved between them, while the genes encoded in the plasmids are significantly diverse. Comparing these genomes provides clues as to how the genes for PBPs were reacquired and what changes occurred in the genes for photosystems during evolution.

    DOI： 10.3390/microorganisms10071374

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  2. Effects of Light and Oxygen on Chlorophyll d Biosynthesis in a Marine Cyanobacterium Acaryochloris marina 査読有り 国際誌

    Tsuzuki Yuki, Tsukatani Yusuke, Yamakawa Hisanori, Itoh Shigeru, Fujita Yuichi, Yamamoto Haruki

    PLANTS-BASEL   11 巻 ( 7 ) 頁： 915 - 915   2022年4月

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    担当区分：最終著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Plants  

    A marine cyanobacterium Acaryochloris marina synthesizes chlorophyll (Chl) d as a major Chl. Chl d has a formyl group at its C3 position instead of a vinyl group in Chl a. This modification allows Chl d to absorb far-red light addition to visible light, yet the enzyme catalyzing the formation of the C3-formyl group has not been identified. In this study, we focused on light and oxygen, the most important external factors in Chl biosynthesis, to investigate their effects on Chl d biosynthesis in A. marina. The amount of Chl d in heterotrophic dark-grown cells was comparable to that in light-grown cells, indicating that A. marina has a light-independent pathway for Chl d biosynthesis. Under anoxic conditions, the amount of Chl d increased with growth in light conditions; however, no growth was observed in dark conditions, indicating that A. marina synthesizes Chl d normally even under such “micro-oxic” conditions caused by endogenous oxygen production. Although the oxygen requirement for Chl d biosynthesis could not be confirmed, interestingly, accumulation of pheophorbide d was observed in anoxic and dark conditions, suggesting that Chl d degradation is induced by anaerobicity and darkness.

    DOI： 10.3390/plants11070915

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  3. Chlorophyllide a oxidoreductase Preferentially Catalyzes 8-Vinyl Reduction over B-Ring Reduction of 8-Vinyl Chlorophyllide a in the Late Steps of Bacteriochlorophyll Biosynthesis 査読有り 国際誌

    Yamamoto Haruki, Mizoguchi Tadashi, Tsukatani Yusuke, Tamiaki Hitoshi, Kurisu Genji, Fujita Yuichi

    CHEMBIOCHEM   21 巻 ( 12 ) 頁： 1760 - 1766   2020年6月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：ChemBioChem  

    Bacteriochlorophyll a (BChl) is an essential pigment for anoxygenic photosynthesis. In late steps of the BChl biosynthesis of Rhodobacter capsulatus, the C8 vinyl group and C7=C8 double bond of 8-vinyl chlorophyllide a (8 V-Chlide) are reduced by a C8 vinyl reductase (8VR), BciA, and a nitrogenase-like enzyme, chlorophyllide a oxidoreductase (COR), respectively, to produce 3-vinyl-bacteriochlorphyllide a. Recently, we discovered 8VR activity in COR. However, the kinetic parameters of the COR 8VR activity remain unknown, while those of the COR C7=C8 reductase activity and BciA have been reported. Here, we determined the kinetic parameters of COR 8VR activity by using 8 V-Chlide. The Km value for 8 V-Chlide was 1.4 μM, which is much lower than the 6.2 μM determined for the C7=C8 reduction of Chlide. The kinetic parameters of the dual activities of COR suggest that COR catalyzes the reduction of the C8 vinyl group of 8 V-Chlide preferentially over C7=C8 reduction when both substrates are supplied during BChl biosynthesis.

    DOI： 10.1002/cbic.201900785

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  4. Super-activator variants of the cyanobacterial transcriptional regulator ChlR essential for tetrapyrrole biosynthesis under low oxygen conditions

    Hiraide, Y; Yamamoto, H; Kawajiri, Y; Yamakawa, H; Wada, K; Fujita, Y

    BIOSCIENCE BIOTECHNOLOGY AND BIOCHEMISTRY   84 巻 ( 3 ) 頁： 481 - 490   2020年3月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：Bioscience, Biotechnology and Biochemistry  

    ChlR is a MarR-type transcriptional regulator that activates the transcription of the chlAII-ho2-hemN operon in response to low oxygen conditions in the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803. Upon exposure to low oxygen conditions, ChlR activates transcription of the operon that encodes enzymes critical to tetrapyrrole biosynthesis under low oxygen conditions. We previously identified a super-activator variant, D35H, of ChlR that constitutively activates transcription of the operon. To gain insight into the low-oxygen induced activation of ChlR, we obtained eight additional super-activator variants of ChlR including D35H from pseudorevertants of a chlAI-disrupted mutant. Most substitutions were located in the N-terminal region of ChlR. Mapping of the substituted amino acid residues provided valuable structural insights that uncovered the activation mechanism of ChlR.

    DOI： 10.1080/09168451.2019.1687281

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  5. Formation of prolamellar-body-like ultrastructures in etiolated cyanobacterial cells overexpressing light-dependent protochlorophyllide oxidoreductase in Leptolyngbya boryana 査読有り

    Yamamoto Haruki, Kojima-Ando Hiroko, Ohki Kaori, Fujita Yuichi

    JOURNAL OF GENERAL AND APPLIED MICROBIOLOGY   66 巻 ( 2 ) 頁： 129 - 139   2020年

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Journal of General and Applied Microbiology  

    Protochlorophyllide (Pchlide) reduction is the pe-nultimate step of chlorophyll (Chl) biosynthesis, and is catalyzed by two evolutionarily unrelated enzymes: dark-operative Pchlide oxidoreductase (DPOR) and light-dependent Pchlide oxidoreduct-ase (LPOR). Because LPOR is the sole Pchlide re-ductase in angiosperms, dark-grown seedlings of angiosperms become etiolated. LPOR exists as a ternary complex of Pchlide-NADPH-LPOR to form paracrystalline prolamellar bodies (PLBs) in etioplasts. Because LPOR is distributed ubiqui-tously across oxygenic phototrophs including cyanobacteria, it would be important to determine whether cyanobacterial LPOR has the ability to form PLBs. We isolated a DPOR-less transformant ∆chlL/LPORox, carrying a plasmid to overexpress cyanobacterial LPOR in the cyanobacterium Leptolyngbya boryana. The transformant did not produce Chl in the dark and became etiolated with an accumulation of Pchlide and LPOR. Novel PLB-like ultrastructures were observed in etiolated cells, which disappeared during the early stage of the light-dependent greening process. However, the rate of Chl production in the greening process of ∆chlL/LPORox was almost the same as that observed in the control cells, which carried an empty vector. An in vitro LPOR assay of extracts of dark-grown ∆chlL/LPORox cells suggested that the PLB-like structures are deficient in NADPH. Low-tem-perature fluorescence emission spectra of membrane fractions of the etiolated cells indicated the absence of the photoactive form of Pchlide, which was consistent with the inefficiency of the greening process. Cyanobacterial LPOR exhibited an intrinsic ability to form PLB-like ultrastructures in the presence of the co-accumulation of Pchlide; how-ever, the PLB-like structure differed from the au-thentic PLB regarding NADPH deficiency.

    DOI： 10.2323/jgam.2020.01.009

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    CiNii Research

  6. Accessory Proteins of the Nitrogenase Assembly, NifW, NifX/NafY, and NifZ, Are Essential for Diazotrophic Growth in the Nonheterocystous Cyanobacterium Leptolyngbya boryana 査読有り

    Nonaka Aoi, Yamamoto Haruki, Kamiya Narumi, Kotani Hiroya, Yamakawa Hisanori, Tsujimoto Ryoma, Fujita Yuichi

    FRONTIERS IN MICROBIOLOGY   10 巻 ( MAR ) 頁： 495   2019年3月

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Frontiers in Microbiology  

    Since nitrogenase is extremely vulnerable to oxygen, aerobic or micro-aerobic nitrogen-fixing organisms need to create anaerobic microenvironments in the cells for diazotrophic growth, which would be one of the major barriers to express active nitrogenase in plants in efforts to create nitrogen-fixing plants. Numerous cyanobacteria are able to fix nitrogen with nitrogenase by coping with the endogenous oxygen production by photosynthesis. Understanding of the molecular mechanisms enabling to the coexistence of nitrogen fixation and photosynthesis in nonheterocystous cyanobacteria could offer valuable insights for the transfer of nitrogen fixation capacity into plants. We previously identified the cnfR gene encoding the master regulator for the nitrogen fixation (nif) gene cluster in the genome of a nonheterocystous cyanobacterium Leptolyngbya boryana, in addition to initial characterization of the nif gene cluster. Here we isolated nine mutants, in which the nif and nif-related genes were individually knocked out in L. boryana to investigate the individual functions of (1) accessory proteins (NifW, NifX/NafY, and NifZ) in the biosynthesis of nitrogenase metallocenters, (2) serine acetyltransferase (NifP) in cysteine supply for iron-sulfur clusters, (3) pyruvate formate lyase in anaerobic metabolism, and (4) NifT and HesAB proteins. ΔnifW, ΔnifXnafY, and ΔnifZ exhibited the most severe phenotype characterized by low nitrogenase activity (<10%) and loss of diazotrophic growth ability. The phenotypes of ΔnifX, ΔnafY, and ΔnifXnafY suggested that the functions of the homologous proteins NifX and NafY partially overlap. ΔnifP exhibited significantly slower diazotrophic growth than the wild type, with lower nitrogenase activity (22%). The other four mutants (ΔpflB, ΔnifT, ΔhesA, and ΔhesB) grew diazotrophically similar to the wild type. Western blot analysis revealed a high correlation between nitrogenase activity and NifD contents, suggesting that NifD is more susceptible to proteolytic degradation than NifK in L. boryana. The phenotype of the mutants lacking the accessory proteins was more severe than that observed in heterotrophic bacteria such as Azotobacter vinelandii, which suggests that the functions of NifW, NifX/NafY, and NifZ are critical for diazotrophic growth of oxygenic photosynthetic cells. L. boryana provides a promising model for studying the molecular mechanisms that produce active nitrogenase, to facilitate the creation of nitrogen-fixing plants.

    DOI： 10.3389/fmicb.2019.00495

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  7. 光合成生物に窒素固定酵素の活性を付与する〜空気を肥料とする植物の作出を目指して 招待有り

    藤田祐一, 山川壽伯, 山本治樹

    化学   73 巻 ( 11 ) 頁： 29-33   2018年10月

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

  8. Differing isoforms of the cobalamin binding photoreceptor AerR oppositely regulate photosystem expression 査読有り

    Yamamoto Haruki, Fang Mingxu, Dragnea Vladimira, Bauer Carl E.

    ELIFE   7 巻   2018年10月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：eLife  

    Phototrophic microorganisms adjust photosystem synthesis in response to changes in light intensity and wavelength. A variety of different photoreceptors regulate this process. Purple photosynthetic bacteria synthesize a novel photoreceptor AerR that uses cobalamin (B 12 ) as a blue-light absorbing chromophore to control photosystem synthesis. AerR directly interacts with the redox responding transcription factor CrtJ, affecting CrtJ’s interaction with photosystem promoters. In this study, we show that AerR is translated as two isoforms that differ by 41 amino acids at the amino terminus. The ratio of these isoforms was affected by light and cell growth phase with the long variant predominating during photosynthetic exponential growth and the short variant predominating in dark conditions and/or stationary phase. Pigmentation and transcriptomic analyses show that the short AerR variant represses, while long variant activates, photosynthesis genes. The long form of AerR also activates many genes involved in cellular metabolism and motility.

    DOI： 10.7554/eLife.39028

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  9. The Effect of Two Amino acid Residue Substitutions via RNA Editing on Dark-operative Protochlorophyllide Oxidoreductase in the Black Pine Chloroplasts 査読有り

    Yamamoto, H; Kusumi, J; Yamakawa, H; Fujita, Y

    SCIENTIFIC REPORTS   7 巻 ( 1 ) 頁： 2377   2017年5月

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Scientific Reports  

    Dark-operative protochlorophyllide oxidoreductase (DPOR) is a key enzyme to produce chlorophyll in the dark. Among photosynthetic eukaryotes, all three subunits chlL, chlN, and chlB are encoded by plastid genomes. In some gymnosperms, two codons of chlB mRNA are changed by RNA editing to codons encoding evolutionarily conserved amino acid residues. However, the effect of these substitutions on DPOR activity remains unknown. We first prepared cyanobacterial ChlB variants with amino acid substitution(s) to mimic ChlB translated from pre-edited mRNA. Their activities were evaluated by measuring chlorophyll content of dark-grown transformants of a chlB-lacking mutant of the cyanobacterium Leptolyngbya boryana that was complemented with pre-edited mimic chlB variants. The chlorophyll content of the transformant cells expressing the ChlB variant from the fully pre-edited mRNA was only one-fourth of the control cells. Co-purification experiments of ChlB with Strep-ChlN suggested that a stable complex with ChlN is greatly impaired in the substituted ChlB variant. We then confirmed that RNA editing efficiency was markedly greater in the dark than in the light in cotyledons of the black pine Pinus thunbergii. These results indicate that RNA editing on chlB mRNA is important to maintain appropriate DPOR activity in black pine chloroplasts.

    DOI： 10.1038/s41598-017-02630-2

    Web of Science

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MISC 16

  1. 窒素固定遺伝子群を導入したシアノバクテリアSynechocystis sp,PCC 6803のニトロゲナーゼ活性の向上

    横溝この実, 小谷弘哉, 辻本良真, 山本治樹, 山川壽伯, 藤田祐一  

    日本ゲノム微生物学会年会要旨集13th 巻   2019年

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  2. Cobalamin's (Vitamin B12) Surprising Function as a Photoreceptor. 査読有り

    Cheng Z, Yamamoto H, Bauer CE  

    Trends in biochemical sciences41 巻 ( 8 ) 頁： 647-650   2016年8月

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  3. Rhodobacter sphaeroides mutants overexpressing chlorophyllide a oxidoreductase of Blastochloris viridis elucidate functions of enzymes in late bacteriochlorophyll biosynthetic pathways. 査読有り

    Tsukatani Y, Harada J, Nomata J, Yamamoto H, Fujita Y, Mizoguchi T, Tamiaki H  

    Scientific reports5 巻   頁： 9741   2015年5月

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  4. Loss of cytochrome cM stimulates cyanobacterial heterotrophic growth in the dark. 査読有り

    Hiraide Y, Oshima K, Fujisawa T, Uesaka K, Hirose Y, Tsujimoto R, Yamamoto H, Okamoto S, Nakamura Y, Terauchi K, Omata T, Ihara K, Hattori M, Fujita Y  

    Plant & cell physiology56 巻 ( 2 ) 頁： 334-345   2015年2月

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  5. Reconstitution of a sequential reaction of two nitrogenase-like enzymes in the bacteriochlorophyll biosynthetic pathway of Rhodobacter capsulatus. 査読有り

    Yamamoto H, Kato M, Yamanashi K, Fujita Y  

    Biochemical and biophysical research communications448 巻 ( 2 ) 頁： 200-205   2014年5月

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  6. Completion of biosynthetic pathways for bacteriochlorophyll g in Heliobacterium modesticaldum: The C8-ethylidene group formation. 査読有り

    Tsukatani Y, Yamamoto H, Mizoguchi T, Fujita Y, Tamiaki H  

    Biochimica et biophysica acta1827 巻 ( 10 ) 頁： 1200-1204   2013年10月

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  7. An unexpectedly branched biosynthetic pathway for bacteriochlorophyll b capable of absorbing near-infrared light. 査読有り

    Tsukatani Y, Yamamoto H, Harada J, Yoshitomi T, Nomata J, Kasahara M, Mizoguchi T, Fujita Y, Tamiaki H  

    Scientific reports3 巻   頁： 1217   2013年

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  8. Functional evaluation of a nitrogenase-like protochlorophyllide reductase encoded by the chloroplast DNA of Physcomitrella patens in the cyanobacterium Leptolyngbya boryana. 査読有り

    Yamamoto H, Kurumiya S, Ohashi R, Fujita Y  

    Plant & cell physiology52 巻 ( 11 ) 頁： 1983-1993   2011年11月

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  9. 光依存型プロトクロロフィリド還元酵素を大量発現させたラン藻<i>Leptolyngbya boryana</i>における異常な構造体形成

    山本 治樹, 小島 寛子, 大城 香, 藤田 祐一  

    日本植物生理学会年会およびシンポジウム　講演要旨集2011 巻 ( 0 ) 頁： 685-685   2011年

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    クロロフィル生合成系のプロトクロロフィリド（Pchlide）還元反応には、進化的起源が異なる2種類の酵素、暗所作動型酵素（DPOR）と光依存型酵素（LPOR）が存在する。被子植物は、Pchlide還元をLPORのみで行っているため、暗所ではPchlideが蓄積し、エチオプラストにおいてLPORとの基質複合体を主要成分とする特殊な構造プロラメラ体（PLB）を形成する。PLBという特徴的な構造の形成が、LPOR固有の性質によるのか、被子植物への進化の過程で新たに付与された性質なのか不明である。本研究では、ラン藻<i>Leptolyngbya boryana</i>のDPOR欠損株でラン藻のLPORを大量発現させる系を構築しLPORの存在状態に関する一連の解析を行った。<i>L. boryana </i>のLPORを大量発現する<i>chlL</i>欠損株を暗所で生育させ、電子顕微鏡で観察したところ、チラコイド膜とは明らかに異なる異常な構造体が認められた。抗LPOR血清を用いた免疫蛍光顕微鏡観察によりこの異常構造体がLPORを含むことが示唆された。明所シフト後の緑化速度比較、粗抽出液による活性測定の結果、ラン藻LPORはPchlide蓄積に依存して異常構造体を形成する性質を有するが、活性がNADPH添加に依存する点でPLBに光活性型として蓄積する被子植物のLPORと大きく異なることが示唆された。

    DOI： 10.14841/jspp.2011.0.0685.0

  10. 葉緑体にコードされる暗所作動型プロトクロロフィリド還元酵素のRNA editingによる活性制御

    山本 治樹, 楠見 淳子, 久留宮 祥平, 大橋 理恵, 藤田 祐一  

    日本植物生理学会年会およびシンポジウム　講演要旨集2011 巻 ( 0 ) 頁： 173-173   2011年

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    クロロフィル(Chl)生合成系には進化的起源の異なる2つのプロトクロロフィリド還元酵素が存在し、このうち暗所作動型酵素(DPOR)が暗所でのChl生合成能を決定づけている。DPORはL-蛋白質(ChlL)とNB-蛋白質(ChlN-ChlB)という各々ニトロゲナーゼのFe-蛋白質とMoFe-蛋白質と類似した2つのコンポーネントから構成される。被子植物を除く真核光合成生物においてDPORは葉緑体DNAにコードされ、一部の裸子植物では<I>chlN</I>と<I>chlB</I>がmRNAの段階でRNA editingによってアミノ酸置換を伴う塩基置換が導入されることが報告されている。本研究では、クロマツ<I>Pinus thunbergii</I>の葉緑体DNAにコードされるChlNとChlBを、ラン藻<I>Leptolyngbya boryana</I>の<I>chlB</I>欠損株で発現させ、暗所でのChl生合成能の回復を示標としてRNA editingのDPOR活性に与える影響を検討した。その結果、RNA editingによる塩基置換を導入した<I>chlN-chlB</I>を有する形質転換体においてのみ有意なChl生合成能が認められた。さらに、<I>L. boryana</I>のNB-蛋白質を用いた生化学的解析はこの結果を支持していた。これらの結果は、RNA editing がNB-蛋白質を介してクロマツの暗所芽生えの緑化を制御していることを示唆している。

    DOI： 10.14841/jspp.2011.0.0173.0

  11. ヒメツリガネゴケ葉緑体DNAにコードされるニトロゲナーゼ類似型プロトクロロフィリド還元酵素のラン藻を用いた機能解析

    山本 治樹, 久留宮 祥平, 大橋 理恵, 藤田 祐一  

    日本植物生理学会年会およびシンポジウム　講演要旨集2010 巻 ( 0 ) 頁： 107-107   2010年

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    クロロフィル(Chl)生合成系には進化的起源の異なる2つのプロトクロロフィリド還元酵素が存在し、このうち光非依存型酵素(DPOR)が暗所でのChl生合成能を決定づけている。DPORはL-蛋白質(ChlL)とNB-蛋白質(ChlN-ChlB)という各々ニトロゲナーゼのFe-蛋白質とMoFe-蛋白質と類似した2つのコンポーネントから構成される。ニトロゲナーゼは限られた原核生物にのみ分布し、ニトロゲナーゼ類似酵素が真核生物で機能していることを示す直接的証拠は得られていない。本研究ではヒメツリガネゴケ<I>Physcomitrella patens</I>葉緑体DNAにコードされるDPOR推定遺伝子を、ラン藻<I>Leptolyngbya boryana</I>のDPOR欠損株で発現させ、暗所でのChl生合成能の回復を示標として評価を試みた。<I>L. boryana</I>の<I>chlL</I>欠損株と<I>chlB</I>欠損株において各々<I>P. patens</I>の<I>chlL</I>及び<I>chlN-chlB</I>を発現させるといずれも暗所で有意な量のChlを蓄積した。これは、これらの葉緑体遺伝子が機能的なDPORサブユニットをコードしており、各コンポーネントが両生物種の間で互換性があることを示唆している。さらにこの互換性は精製蛋白質を用いた再構成系でも確認された。これらの結果は真核光合成生物の葉緑体においてニトロゲナーゼ類似酵素DPORが機能していることを示している。

    DOI： 10.14841/jspp.2010.0.0107.0

  12. Oxygen sensitivity of a nitrogenase-like protochlorophyllide reductase from the cyanobacterium Leptolyngbya boryana. 査読有り

    Yamamoto H, Kurumiya S, Ohashi R, Fujita Y  

    Plant & cell physiology50 巻 ( 9 ) 頁： 1663-1673   2009年9月

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  13. ラン藻<I>Leptolyngbya boryana</I>におけるニトロゲナーゼ類似型プロトクロロフィリド還元酵素の酸素感受性

    山本 治樹, 久留宮 祥平, 大橋 理恵, 藤田 祐一  

    日本植物生理学会年会およびシンポジウム　講演要旨集2009 巻 ( 0 ) 頁： 395-395   2009年

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    光合成生物には進化的起源の異なる2つのプロトクロロフィリド(Pchlide)還元酵素が存在し、このうち光非依存型酵素(DPOR)が暗所でのクロロフィル(Chl)生合成を決定づけている。光合成細菌のDPORはL-蛋白質(BchL)とNB-蛋白質(BchN-BchB)のという各々ニトロゲナーゼのFe-蛋白質とMoFe-蛋白質と類似した2つのコンポーネントから構成される。しかし、酸素発生型光合成生物においてDPORがどのように働いているか不明な点が多い。我々はラン藻<I>Leptolyngbya boryana</I>のDPORのコンポーネントの機能発現及びその酸素耐性について報告する。<I>L. boryana</I>の<I>chlL</I>欠損株と<I>chlB</I>欠損株において各々L-蛋白質(ChlL)及びNB-蛋白質(ChlN-ChlB)を発現させるといずれも暗所でのChl生合成能を相補した。これらL-蛋白質とNB-蛋白質を発現する2つの株の粗抽出液を混合することでDPORの活性を検出することに成功した。このアッセイ系を利用して2つのコンポーネントの酸素感受性を個別に評価した。その結果、L-蛋白質活性は酸素暴露により速やかに失活したが、NB-蛋白質活性は顕著な失活は見られなかった。これは<I>L. boryana</I>においてDPORコンポーネントのうちL-蛋白質が酸素による失活の標的となっていることを示唆している。

  14. Functional expression of nitrogenase-like protochlorophyllide reductase from Rhodobacter capsulatus in Escherichia coli. 査読有り

    Yamamoto H, Nomata J, Fuita Y  

    Photochemical & photobiological sciences : Official journal of the European Photochemistry Association and the European Society for Photobiology7 巻 ( 10 ) 頁： 1238-1242   2008年10月

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  15. ラン藻<I>Leptolyngbya boryana </I>（<I>Plectonema boryanum </I>）のプロトクロロフィリド還元酵素の触媒コンポーネントNB-蛋白質（ChlN-ChlB）の生化学的解析

    山本 治樹, 久留宮 祥平, 大橋 理恵, 藤田 祐一  

    日本植物生理学会年会およびシンポジウム　講演要旨集2008 巻 ( 0 ) 頁： 520-520   2008年

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    被子植物を除く酸素発生型光合成生物は、構造的に異なる2つのプロトクロロフィリド還元酵素を有し、その一つである暗所作動型プロトクロロフィリド還元酵素（DPOR）は暗所でのクロロフィル合成能を決定づけている。DPORはニトロゲナーゼに似た酸素感受性酵素で、ChlL、ChlN、ChlBの3つのサブユニットから構成される。しかし、酸素発生を伴う光合成生物において酸素感受性のDPORがどのように機能しているかは不明な点が多い。今回、私たちはラン藻<I> Leptolyngbya boryana </I>のDPORの触媒コンポーネントであるNB-蛋白質の<I> E. coli </I>による機能発現を報告する。<I> L. boryana </I>のゲノムDNA上において<I> chlN </I>と<I> chlB </I>は異なる遺伝子座にコードされる。そこで、<I> chlN </I>と<I> chlB </I>を連結したオペロン<I> chlN-chlB </I>が<I> tet- </I>プロモータにより共発現する大量発現プラスミドを構築した。このプラスミドをもつ<I> E. coli </I>の可溶性画分よりStrep-tagを融合したChlNをアフィニティ精製するとChlBが共精製された。これは、<I> Rhodobacter capsulatus </I>のNB-蛋白質と同様にChlNとChlBもNB-蛋白質を形成していることを示している。精製したラン藻NB-蛋白質は、<I> L. boryana </I>の粗抽出液のDPORの活性を大きく促進した。このことは、ラン藻のNB-蛋白質が<I> E. coli </I>において活性型として発現したことを示している。

    DOI： 10.14841/jspp.2008.0.0520.0

  16. ニトロゲナーゼ類似酵素プロトクロロフィリド還元酵素の大腸菌おける機能発現

    山本 治樹, 野亦 次郎, 大橋 理恵, 藤田 祐一  

    日本植物生理学会年会およびシンポジウム　講演要旨集2007 巻 ( 0 ) 頁： 461-461   2007年

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    暗所作動型プロトクロロフィリド（Pchlide）還元酵素（DPOR）は、（バクテリオ）クロロフィル生合成系においてポルフィリンD環二重結合を還元することでPchlideをクロロフィリドに変換する反応を触媒する。DPORは、ニトロゲナーゼのFe-蛋白質とMoFe-蛋白質に各々類似した2つのコンポーネントL-蛋白質とNB-蛋白質から構成される。ニトロゲナーゼの機能発現には、主に金属中心の形成やそれらのアポ蛋白質への挿入反応などに関与する窒素固定生物に特有の酵素群が必要とされ、大腸菌では活性型として発現させることができない。DPORについては、各コンポーネントの安定な活性評価系が確立されていなかったため、大腸菌における機能発現の評価が困難であった。私たちはこれまでの研究で光合成細菌<I>Rhodobacter capsulatus</I>の発現系を利用したアッセイ系を確立してきた。そこで本研究では、この<I>R. capsulatus</I>の活性評価系を活用してDPORコンポーネントの大腸菌での機能発現を評価した。その結果、両コンポーネントともに大腸菌において活性型として発現することが確認された。この結果は、DPORコンポーネントの機能発現には大腸菌細胞の有する酵素群で充分であり、DPORの金属中心はニトロゲナーゼとは異なり大腸菌内で生合成可能なタイプであることを示唆している。

    DOI： 10.14841/jspp.2007.0.461.0

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講演・口頭発表等 20

  1. 海洋性シアノバクテリアAcaryochlorisのクロロフィルd生合成における光と酸素の影響 招待有り

    山本治樹

    藍藻の分子生物学2022  2022年12月9日  藍藻の分子生物学

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    開催年月日： 2022年12月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

    開催地：かずさアカデミアパーク   国名：日本国  

    海洋性シアノバクテリアAcaryochloris marinaはクロロフィル a (Chl a)の3位のビニル基がホルミル基に置換されたChl dを主要色素として保持し、Chl aが吸収できない遠赤色光を利用し光合成を行う。Chl dはその構造的特徴から、大部分の生合成経路をChl aと共有すると考えられるが、3位のホルミル基の形成反応を触媒する酵素は未だ不明のままである。Chl dと同様に遠赤色光を吸収するChl fの生合成が光依存的であること、また生成する3位のホルミル基の酸素原子が分子状酸素に由来する可能性を鑑み、本研究ではA. marinaにおけるChl d生合成反応に対する光および酸素の依存性について検証を行った。まず光依存性について検証するため、A. marinaが利用可能な炭素源の探索を行い、その炭素源を用いた完全暗所下、従属栄養条件でChl dの生合成能を評価した。その結果、完全暗所においても細胞あたりのChl d含量は維持され、光非依存的にChl d供給が継続することが示唆された。またその際に暗所生育したA. marinaにおいてChl a/Chl d比が有意に上昇する現象が確認された。続いて、嫌気条件下（酸素濃度<0.1%）での培養では、明所において細胞あたりのChl d含量が維持されるのに対し、暗所では全く生育が確認されず酸素分子の有無がChl d生合成に与える影響は評価できなかった。また嫌気暗所培養ではChl dの分解産物と思われるフェオフォルビドdの蓄積が確認された。これらの結果をもとにChl dの生合成における光と酸素の依存性に加えて、その分解経路についても考察する。

  2. シアノバクテリア Leptolyngbya boryana における細胞外小胞を介した クロロフィル生合成中間体分泌機構

    臼井健太朗，山本治樹，大井崇生，谷口光隆，森仁志，藤田祐一

    第65回日本植物生理学会年会  2024年3月19日 

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    開催年月日： 2024年3月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

    開催地：神戸  

  3. シアノバクテリア Leptolyngbya boryana における CnfR による nif 遺伝子の転写活性化に対する NtcA の関与

    秦武志，馬場真里，安達円香，Tsend-Ayush Badbold，杉原初奈，辻本良真，山本治樹，藤田祐一

    第65回日本植物生理学会年会  2024年3月18日 

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    開催年月日： 2024年3月

    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

    開催地：神戸  

  4. 光合成細菌 Rhodobacter capsulatus がイセチオン酸を硫黄源とするための分解反応に関わる新規ニトロゲナーゼ類似酵素

    守本好希，上坂一馬，藤田祐一，山本治樹

    第65回日本植物生理学会年会  2024年3月18日 

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    開催年月日： 2024年3月

    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

    開催地：神戸  

  5. 海洋性シアノバクテリア Acaryochloris におけるクロロフィル d 生合成酵素の探索

    荒瀬貴大，森仁志，藤田祐一，山本治樹

    第65回日本植物生理学会年会  2024年3月18日 

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    開催年月日： 2024年3月

    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

    開催地：神戸  

  6. 海洋性シアノバクテリア Acaryochloris marina における Chl a/d 比の調節機構の解析

    片山空智，都築侑季，藤田祐一，山本治樹

    第65回日本植物生理学会年会  2024年3月17日 

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    開催年月日： 2024年3月

    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

    開催地：神戸  

  7. Molecular mechanisms to control the oxygen paradox in the nitrogen-fixing cyanobacterium Leptolyngbya boryana: Genetic analysis in the 50-kb nif gene cluster 国際共著

    Sara Bakri, Mari Banba, Haruki Yamamoto, Hiroya Kotani, Kazuma Uesaka, Yuichi Fujita

    2024年3月19日 

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    開催年月日： 2024年3月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

  8. 長期にわたる暗所従属栄養条件で継代したシ アノバクテリアのゲノム:光合成生育能の喪失 をもたらす原因変異と微小進化過程

    近田茉優，上坂一馬，馬場真理，井原邦夫，山本治樹，藤田祐一

    第65回日本植物生理学会年会  2024年3月17日 

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    開催年月日： 2024年3月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

    開催地：神戸  

  9. Light and oxygen requirements for chlorophyll d biosynthesis on marine cyanobacterium Acaryochloris marina 国際会議

    Yuki Tsuzuki, Yusuke Tsukatani, Hisanori Yamakawa, Shigeru Itoh, Yuichi Fujita, and Haruki Yamamoto

    15th International Conference on Tetrapyrrole Photoreceptors in Photosynthetic Organisms  2023年9月20日 

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    開催年月日： 2023年9月

    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

  10. Analysis of etiolation process of a cyanobacterial mutant incapable of light-independent chlorophyll biosynthesis: a novel role of chlorophyll a for the viability of cyanobacteria 国際会議

    Ji Won Kim, Kentaro Usui, Haruki Yamamoto, Takao Oi, Mitsutaka Taniguchi, Hitoshi Mori, Yuichi Fujita

    15th International Conference on Tetrapyrrole Photoreceptors in Photosynthetic Organisms  2023年9月20日 

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    開催年月日： 2023年9月

    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

  11. A novel secretion system of photosynthetic pigments via extracellular vesicles in the cyanobacterium Leptolyngbya boryana 国際会議

    Kentaro Usui, Haruki Yamamoto, Takao Oi, Mitsutaka Taniguchi, Hitoshi Mori and Yuichi Fujita

    15th International Conference on Tetrapyrrole Photoreceptors in Photosynthetic Organisms  2023年9月20日 

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    開催年月日： 2023年9月

    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

  12. 光合成細菌 Rhodobacter capsulatus における機能未知ニトロゲナーゼ類似酵素の解析

    守本好希、藤田祐一、山本治樹

    第64回日本植物生理学会  2023年3月15日  日本植物生理学会

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    開催年月日： 2023年3月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

    開催地：東北大学   国名：日本国  

    空気中の窒素分子をアンモニアへと還元する酵素ニトロゲナーゼは、一部の原核生物に
    保存され、窒素固定により地球上の窒素循環に大きく寄与している。ニトロゲナーゼには、ニトロゲナーゼ類似酵素（NFL ; Nitrogen fixation like）と呼ばれるホモログが存在している。NFLは、クロロフィル生合成（光合成）、メタン生成（炭素代謝）、メチオニン代謝（硫黄代謝）等の窒素固定とは異なる代謝経路において報告されており、原核微生物における嫌気的環境での基盤的な代謝を支える酵素群として知られている。我々は、紅色非硫黄細菌 Rhodobacter capsultus において未だ機能が不明なNFL (NflH, D, K)について機能解析を進めている。R. capsulatusにおけるnflH, D, K遺伝子はスルホン酸の一種であるタウリン代謝に関わる遺伝子クラスター近傍に位置し、培地へのタウリン及びイセチオン酸等のスルホン酸の添加により、その発現量が100倍以上増加することが示された。またnfl破壊株は、イセチオン酸を唯一の硫黄源とする培地において、光合成従属栄養条件で生育できないことが確認された。この結果は、このNFLがイセチオン酸代謝経路において必須の因子であることを示唆している。

  13. シアノバクテリア Leptolyngbya boryana の rsbU 欠損がもたらす暗所従属栄養生育の向上と光合成独立栄養生育の低下

    西尾万梨恵，上坂一馬，肥田真太朗，井原邦夫，高谷信之，山本治樹，藤田祐一

    第64回日本植物生理学会  2023年3月13日  日本植物生理学会

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    開催年月日： 2023年3月

    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

    開催地：東北大学   国名：日本国  

  14. ニトロゲナーゼ類似酵素 NFL の機能解明から読み解く生命黎明期の代謝系

    守本好希、藤田祐一、山本治樹

    藍藻の分子生物学2022  2022年12月9日 

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    開催年月日： 2022年12月

    記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

    国名：日本国  

  15. Effects of light and oxygen on chlorophyll d biosynthesis in a marine cyanobacterium Acaryochloris marina 国際会議

    Yuki Tsuzuki, Yusuke Tsukatani, Hisanori Yamakawa, Shigeru Itoh, Yuichi Fujita, and Haruki Yamamoto

    International symposium on photosynthetic prokaryote 2022  2022年8月21日 

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    開催年月日： 2022年8月

    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

    開催地：Liverpool, UK   国名：グレートブリテン・北アイルランド連合王国(英国)  

  16. Regulation of photosynthesis-dependent nitrogen fixation in the nonheterocystous cyanobacterium Leptolyngbya boryana 国際会議

    Mari Banba, Kazuma Uesaka, Chie Tomatsu, Haruki Yamamoto, Kunio Ihara, Yuichi Fujita

    International symposium on photosynthetic prokaryote 2022  2022年8月21日 

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    開催年月日： 2022年8月

    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

    開催地：Liverpool, UK   国名：グレートブリテン・北アイルランド連合王国(英国)  

  17. 海洋性シアノバクテリアAcaryochloris marina MBIC10699のゲノム比較解析から考察するAcaryochlorisの多様性の獲得戦略 招待有り

    山本治樹

    ラン藻ゲノム交流会  2022年7月2日  ラン藻ゲノム交流会

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    開催年月日： 2022年7月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

    開催地：東京都立大学南大沢キャンパス   国名：日本国  

    海洋性シアノバクテリアAcaryochlorisはクロロフィル dを主要光合成色素として生合成するシアノバクテリアで、1996年にパラオ海域において初めて単離された。その後、世界中の様々な場所からAcaryochlorisが単離報告され、その生育環境が海洋以外にも多岐に渡ることが報告されている。今日最も実験材料とされているタイプストレインA. marina MBIC11017株はこれまで発見されたAcaryochlorisの中で唯一集光アンテナタンパク質フィコビリソームを保持している。このことからAcaryochlorisのoriginでは失われたフィコビリソームをA. marina MBIC11017は再獲得したことが予想される。さらに別のAcaryochlorisでは窒素固定酵素ニトロゲナーゼを保持し、実際に窒素固定的な生育が確認された例も報告された。これら両者の形質獲得には多数の遺伝子を獲得する必要があり、これらの遺伝子の水平伝播がどのように起こったのか興味深い。本研究ではタイプストレインA. marina MBIC11017と同じ海域で単離されたA. marina MBIC10699株のゲノム解析をおこなった。MBIC10699株は6.4 Mbのクロモソームと4つの巨大なplasmid (pREC1-4; 393, 329, 303, 205 kbp) から構成され、MBIC10699株はフィコビリソームは保持しない株であるが、解読されたゲノム情報をMBIC11017株と比較するとANIが98%で統計的にも非常に近い近縁種であることが分かった。このことからこれら2株の比較解析によってフィコビリソームの再獲得がどのように起こり、またフィコビリソームの再獲得により光化学系の遺伝子にどのような影響を与えたのかを議論する。また2株が保持するplasmidの構成および保存遺伝子の多様性から、巨大なplasmidを遺伝子プールとした大規模な遺伝子クラスターの獲得についても考察する。

  18. 機能未知ニトロゲナーゼ類似酵素の機能解析

    守本好希、藤田祐一、山本治樹

    第63回日本植物生理学会  2022年3月22日 

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    開催年月日： 2022年3月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

  19. 海洋性シアノバクテリアAcaryochloris marinaにおけるクロロフィル d生合成の光および酸素依存性の解析

    都築侑季、塚谷 祐介、山川壽伯、伊藤繁、藤田祐一、山本治樹

    第63回日本植物生理学会  2022年3月22日 

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    開催年月日： 2022年3月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

    国名：日本国  

  20. 光合成細菌Rhodobacter capsulatusにおける光合成遺伝子発現制御因子AerR/CrtJ制御機構の新展開 招待有り 国際共著

    山本治樹

    日本植物生理学会サテライトミーティング 第４回光合成細菌ワークショップ  2019年3月12日 

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    開催年月日： 2019年3月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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科研費 2

  1. 光依存型酵素をプラットフォームとした新奇光反応への機能変換

    研究課題/研究課題番号：20K06542  2020年4月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    山本 治樹

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    担当区分：研究代表者 

    配分額：4290000円 （ 直接経費：3300000円 、 間接経費：990000円 ）

    高等植物など多くの光合成生物が持つ光依存型プロトクロロフィリド還元酵素は光を反応 に用いる珍しい酵素であり、光合成に必須の色素であるクロロフィルの生合成の後期の律速 反応を触媒する。光エネルギーを利用し化学反応を触媒するという性質は学術的にも工学的 にも注目されているが、光利用酵素のメカニズムはほとんど明らかになっていな い。本研究ではこの光依存酵素の基質結合部位を明らかにし、さらにその部位周辺に変異を 導入することで、その光利用性を別の反応に機能を変換させ、光利用のメカニズムを明らか にすることを目指す
    本研究課題では光依存型protochlorophyllide還元酵素(LPOR)に変異を導入し、別の還元反応へ機能変換することを試みる。まず最初の機能返還のターゲットとして、LPORの本来の活性であるprotochlorophyllide還元活性の生成物、chlorophyllideに対してさらなる還元反 応を行うchlorophyllide還元酵素(COR)に着目した。2022年度はLPOR変異ライブラリの規模を拡大し、光合成細菌Rhodobacter capsulatusのCOR欠損株を用いて大規模なスクリーニングを実施した。これまで70,000種類以上の変異LPORをスクリーニングしたが、COR活性を相 補する変異LPORは得られていない。本研究で確立したCORの活性評価を利用し下記の二つの異なる活性を持つCORの機能変換のメカニズムについて解析を行った。
    CORはクロロフィリドaのB環の炭素二重結合を還元しバクテリオクロロフィリドaへ変換する反応を触媒する。しかしBchl bを主要色素として保持する光合成細菌Blastochloris viridisの保有するCORはB環の二重結合の還元ではなく、8ビニル-クロロフィリドaに対してエチリデン基の生成を行う。このように二つの異なる活性を有するCORが報告されているが、どのような違いにより活性が決定づけられているかは不明である。活性の違いを決定づけるアミノ酸残基を特定するため、COR欠損株を用いて活性の評価を行った。この株にB. viridisのCOR遺伝子bchY-Zを導入した株は光合成的には生育しないが、長期の培養により光合成的に生育するリバータントを取得した。リバータントが保持するbchY-Z遺伝子の配列解読からCORの活性を決定づけるアミノ酸について考察する。
    2020年度までに構築した光合成細菌Rhodobacter capsulatusのCOR欠損株を用いたin vivo相補により大規模なLPORライブラリからCOR活性を保持するものをスク リーニングする実験系を構築した。2021年度に引き続き、ランダムな塩基置換を含む変異LPORライブラリの作成およびその機能評価を中心に実施した。COR欠損株のスクリーニングは光合成条件で行うことにより、変異型LPORによりCORの機能が相補された株の取得を試みているが、現在までのところそのような株は得られていない。新たに二つの異なる活性を持つCORの機能変換について、本研究で確立したCOR相補系を利用して解析を開始した。B. viridisの持つCORをR. capsulatusのCOR欠損株で発現させたところ、光合成的には生育しなかったが長期の培養で光合成生育能すなわちバクテリオクロロフィル生合成が相補されたコロニーが出現した。それらのコロニーが保持するCOR遺伝子の配列を解析したところアミノ酸変異を引き起こす塩基置換が生じていたことが確認された。これらのアミノ酸置換によりB. viridisの持つCORがR. capslatusの持つCORの機能へと変換した可能性が高い。
    変異LPORライブラリの作成については、異なるライブラリを掛け合わせてさらに多様な種類の変異を含むLPORライブラリの調整も試みる。またCOR欠損株を用いた2種類のCORの機能変換については光合成生育能を獲得した復帰変異株が保持するCORの配列を解析することで、どのような部位のアミノ酸がCORの機能を決定づけているか検証する。そしてそれらのアミノ酸変異が実際にCORの活性を変換していることをin vitroの生化学実験で実証を試みる。

  2. 高等植物における窒素固定酵素ニトロゲナーゼの機能発現

    研究課題/研究課題番号：19K21143  2019年4月 - 2020年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  研究活動スタート支援

    山本 治樹

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    担当区分：研究代表者 

    配分額：2990000円 （ 直接経費：2300000円 、 間接経費：690000円 ）

    窒素は植物にとって重要な栄養であり、肥料の三大要素の筆頭に挙げられる元素である。植物は大気中の窒素をそのまま取り込んで栄養にすることはできず、窒素源として土壌中の硝酸イオンやアンモニウムイオンを利用する。しかし、これらの窒素化合物は欠乏しがちなため作物生産において収穫量を確保するため窒素肥料の施肥は欠かせない。本研究では植物自身が大気中の窒素を直接取り込んで栄養とすることを可能にするため、一部の窒素固定細菌が持つ酵素ニトロゲナーゼを植物に導入することを目指す。
    本研究では分子状窒素をアンモニアへと還元する酵素ニトロゲナーゼを高等植物に導入し、窒素固定可能な作物植物を創り出す基盤を作ることを目指した。ニトロゲナーゼの還元コンポーネントであるNifHの発現を指標に植物体内における最適なニトロゲナーゼの発現部位の探索を行った。昨年までの研究により、植物細胞における葉緑体、ミトコンドリア、細胞質において局在的にNifHを発現させることに成功し、花茎において最もNifHの発現量が高くなることが明らかとなった。本年度は植物細胞内で発現したNifHについて、その活性を検出するためその精製手法の確立と、in vitroでの活性測定方法の構築を行った。
    本研究では分子状窒素をアンモニアへと還元する酵素ニトロゲナーゼを高等植物に導入し、窒素固定可能な作物植物を創り出す基盤を作ることを目指した。ニトロゲナーゼの還元コンポーネントであるNifHの発言を指標に植物体内における最適なニトロゲナーゼの発現部位の探索を行った。本研究では植物体内で発現したNifHの活性の確認はできなかったが、時間的、空間的に分離したサンプリングによって、植物組織内でNIfHの安定性について新たな知見をもたらし、今後の植物体におけるニトロゲナーゼ発現に関する研究の礎となる実績となった。

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担当経験のある科目 (本学) 7

  1. 応用生命科学実験実習1

    2023

  2. 応用生命科学実験実習1

    2022

  3. 情報リテラシー入門

    2021

  4. 応用生命科学実験実習1

    2021

  5. 応用生命科学実験実習1

    2020

  6. 情報リテラシー入門

    2020

  7. 応用生命科学実験実習1

    2019

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