가벼운 시드 슬롯 광합성 관련 단백질 응집이 나타납니다

2014 년 3 월 26 일

Okyama University의 자연 과학 대학원, 생물학 과학과 야마모토 야스시 교수로 구성된 연구 그룹은 세계에서 처음으로 과도한 빛이 광합성, 광합성 관련 단백질 인 엽록체에 대한 엽록체로 조사 될 때 엽록체에 엽록체, chloroplast stratu. 느슨하게.
이 연구의 결과는 2014 년 3 월 7 일에 일본 시드 슬롯 생리학의 영어 잡지, Plant and Cell Physiology (Oxford University Press)의 디지털 판에 발표되었습니다.
지금까지 지구 온난화와 같은 날씨 변화에 의해 크게 영향을받은 식물이 실제로 세포, 생물학적 막 및 분자 수준에서 실제로 영향을받는 식물이 어떻게 알려지지 않았습니다. 이 연구는이 메커니즘을 세계에서 처음으로 공개했습니다. 이 결과는 시드 슬롯 대한 기본 연구 분야 일뿐 만 아니라 미래의 에너지, 식품 및 환경 문제에 잠재적 인 기여를하며 우리 삶에 큰 영향을 미칩니다.

<Work Results>
지구 온난화로 인해 지구상의 모든 생물은 더운 여름에는 강한 빛과 고온에 취약합니다. 가장 큰 영향을받는 사람들은 지구 온난화의 원인을 만든 우리 인간이 아니라 자연 환경, 특히 많은 육상 시드 슬롯 사는 동물과 식물입니다. 이는 계절과 일일 날씨 변화 중에 자유롭게 움직일 수 없으며 날씨 변화와 같은 환경 스트레스에 직접 영향을 받기 때문입니다.
그러나, 환경 스트레스의 영향이 세포를 구성하는 시드 슬롯 세포 및 생물학적 막 및 분자 수준에서 구체적으로 나타나는 방법은 불분명했다. 이것은이 연구에서 밝혀졌습니다.
이 연구의 가장 큰 발견은 빛이나 열에 의해 스트레스를받을 때 thylakoid*의 막에서 광합성 관련 단백질의 응집이다. 이 단백질의 응집은 빛의 강도에 따라 변화하고, 과도하지만 내성적 인 빛의 경우, 단백질 응집은 가역적이며, 이는 과도한 빛 에너지를 열로 빠져 나가는 역할을한다. 그러나, 견딜 수없는 빛에 노출 될 때, 단백질 응집은 돌이킬 수 없을 정도로 발생하여 엽록체의 기능을 억제한다. 고온에서는 스트레스 만 유발하지는 않지만 비교적 약한 빛이 발생하면 시너지 스트레스로 작용하여 시드 시드 슬롯이 스트레스를 견딜 수 없습니다.
이런 식으로, 우리의 연구에 따르면 단백질 응집은 엽록체의 삶과 죽음, 궁극적으로 전체 시드 슬롯의 삶과 죽음의 중요한 열쇠 인 것으로 나타났습니다.
이 단백질 응집이 발생할 때,이 단백질 응집이 발생했을 때, thylakoid 막에서의 단백질 이동 정도가 변화하고, thylakoid 막의 특징적인 스태킹 구조가 느슨해져서 thylakoids의 동적 구조적 변화를 초래한다는 것은 또한 이번 세계에서 처음으로 세계에서 처음이었다.

그림 1 : 시금치 엽록체 thylakoid 막 (왼쪽 : 어두운 조건, 오른쪽 : 강한 빛 조사 조건)의 전자 현미경 사진 어두운 조건 하에서 thylakoid 멤브레인은 깔끔하게 쌓여 있지만 강한 빛에 노출되면 가장자리에서 스택이 풀립니다.

그림 2 : 엽록체의 thylakoid 막에 과도한 빛이 노출되면, thylakoids의 스태킹은 느슨해집니다 (그림 1의 전자 현미경 사진). 그러나 위에서 볼 때 단백질은 막 이동 및 골재에 존재한다는 것을 발견했습니다 (상단 다이어그램). 이것은 엽록체 thylakoid 막이 강한 빛의 스트레스에 대해 나타난다는 반응이며,이 연구에서 처음으로 공개되었습니다.

<예비 결과>
지구 온난화로 인해 많은 육상 시드 슬롯이 서식지 북쪽 (북반구의 경우)을 북쪽으로 옮기고있는 것으로 잘 알려져 있습니다. 예를 들어, 쌀을 살펴보면 쿠슈에서 쌀을 수확하기에는 이미 너무 뜨겁고 이제는 주요 생산 구역이 hokkaido로 옮겨졌으며, 그곳에서 쌀 수확은 이전에는 예측할 수 없었습니다. 또한 만다린 오렌지와 사과의 생산은 북쪽으로 움직이고 있습니다.
지구 온난화의 영향은 지구 온난화가 크게 진행된 지역에서 시드 슬롯의 사망으로 표면에 나타납니다. 그러나 지금까지는 내용물을 조사하는 연구가 없었습니다.
이 연구 결과는 미래의 고온과 강한 빛에 내성이있는 시드 슬롯 (농업 작물 포함)을 만드는 데 중요한 힌트로 생각됩니다.

<추가 노트>
Thylakoid : 고등 시드 슬롯의 엽록체는 thylakoid 막이라고 불리는 녹색 백과 같은 막이있어 수평으로 층으로 퍼집니다. 이 틸라코이드 막에는 엽록소와 많은 단백질이 포함되어 있으며, 시드 슬롯이 광합성을 통해 빛을 흡수 한 후에 발생하는 광화학 반응 (소위 밝은 반응)의 부위입니다.

이 연구는 일본 과학 촉진 협회 (JSPS) 24570053.

출판 된 논문 : Yasusi Yamamoto, Suguru Kai, Atsuki Ohnishi, Nodoka Tsumura, Tomomi Ishikawa, Haruka Hori, Noriko Morita 및 Yasuo Ishikawa. 광 시스템 II의 품질 관리 II : 과도한 빛의 고도로 혼잡 한 그라나 틸라코이드에서 광 시스템 II의 행동.시드 슬롯 및 세포 물리학(2014 년 6 월, 프레스) (doi : 10.1093/pcp/pcu043)

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