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첫 번째 세계를위한 식물 어메이징 슬롯 주소 C 수송 체 식별

2015 년 1 월 5 일

자연 생명 과학 연구 지원 센터의 Miyaji Takaaki 부교수, Okyama 어메이징 슬롯 주소, Moriyama Yoshinori 교수, 의료 및 치과 및 제약 과학 대학원, 자원 및 식물 과학 연구소의 Ma Kenfeng 교수, 수석 연구원 Kuromori Resource의 Ma Kenfeng, Ma Kenfeng, Kuromori Resource의 Ma Kenfeng 교수, Moriyama Yoshinori 교수, Moriyama Yoshinori 교수, Moriyama Yoshinori 부교수, 수석 연구원, Kuromori Profess of Kuromori Institute는 아스코르브 산으로 구성된 연구 그룹입니다*1(일반적으로 어메이징 슬롯 주소 C라고도 함)는 엽록체입니다*2운송업자가 운반 될 수 있습니다*3(Transporter)는 세계에서 그것을 찾은 최초입니다. 이 연구 결과는 2015 년 1 월 5 일에 발표되었으며 영국 과학 저널 "자연 커뮤니케이션' 디지털 버전 (UK Time : 10am)에 게시됩니다.
어메이징 슬롯 주소은 강한 빛에 노출 될 때 미토콘드리아입니다*4> 어메이징 슬롯 주소 C를 만들어 엽록체로 운반합니다. 엽록체로 운송되는 어메이징 슬롯 주소 C는 잎의 사진 손상을 방지하는 역할을합니다. chloplast 어메이징 슬롯 주소 C 수송 체는 수년 동안 추구되어 왔지만 지금까지 확인되지 않았습니다.
이 연구의 결과가 환경 스트레스 저항으로 어메이징 슬롯 주소 육종 개발의 결과가 진행되면 음식 문제와 녹색 조치를 통해 지구 온난화를 해결할 것으로 기대됩니다.
<ceniory>
강한 빛, 건조 및 소금 손상과 같은 환경 스트레스는 전 어메이징 슬롯 주소적으로 악화되었으며 최근 몇 년 동안 작물 수율 감소가 더 심각해졌습니다. 환경 문제를 극복하고 향상시키기 위해서는 가능한 한 작물의 스트레스 저항을 개선해야합니다. 또한 식물의 스트레스 저항을 증가시키는 것은 식품 문제뿐만 아니라 지구 온난화를 해결하기위한 녹색 조치에도 유용합니다.
식물이 강한 빛에 노출되면 광합성으로 인한 과도한 에너지가 어메이징 슬롯 주소에 축적되어 잎 화상과 같은 광 손상을 유발합니다. 따라서 식물은 어메이징 슬롯 주소를 광 손상으로부터 보호하는 메커니즘을 가지고 있습니다. 그들 중 하나는 보조 염료 인 Xanthophyll입니다.*5클래스를 낮은 빛 수집 효율로 물질로 변환하는 메커니즘으로 과도한 광 에너지를 열로 변환하여 소비합니다 (비 석 화학적 담금질*6). 미토콘드리아에서 엽록체로 운송되는 어메이징 슬롯 주소 C는 전환의 보조 인자 역할을합니다. 어메이징 슬롯 주소 C는 광 스트레스를 줄이면서 광합성을 적극적으로 촉진하는 메커니즘을지지합니다.
엽록체의 어메이징 슬롯 주소 C 수송 체를 식별하는 것은 어메이징 슬롯 주소 C의 역할을 밝히고 가벼운 스트레스 저항성으로 육종을 조성하는 데 중요한 문제입니다. 그러나, 현재까지 좋은 수송 체 활동 평가 방법이 없었기 때문에, 어메이징 슬롯 주소 C를 엽록체로 운반하는 수송자가 확인되지 않았다.

<어메이징 슬롯 주소 방법 및 결과>
이 어메이징 슬롯 주소 그룹은 대장균입니다*7, 대량의 어메이징 슬롯 주소 체와 인공 막 소포를 표현하고 정제했습니다*8에 통합 될 수있는 전송 활동을 측정하는 고유 한 방법을 개발했습니다. 우리는 ATPHT4; 4 단백질이 어메이징 슬롯 주소 C 수송 체라는 것을 발견했습니다 (그림 1). 이 수송 체는 강한 빛에 노출되는 잎의 바깥쪽에있는 엽록체에서 고도로 발현됩니다. 그것은 엽록체 입구의 봉투에 국한된 것으로 밝혀졌다 (도 2). 이 유전자 발현은 광 스트레스 하에서 유의하게 증가하여 어메이징 슬롯 주소 C를 엽록체에 효과적으로 운반했다.
또한, 엽록체에서 어메이징 슬롯 주소 C 수송 체 유전자가 부족한 아라비돕시스 thaliana*9 (모델 식물)를 분석 할 때, 엽록체의 어메이징 슬롯 주소 C 함량이 낮고 사진 내성이 감소 함을 확인했습니다. 어메이징 슬롯 주소 C를 엽록체로 운반 할 수 없다는 것은 비인학 화학적 담금질을 방해하여 빛의 응력을 열로 방출합니다. 낮은 조명 수집 효율을 갖는 크 산토 필스로의 전환도 상당히 억제 된 것으로 밝혀졌다 (도 3).
위의 연구 결과로부터, 미토콘드리아에서 엽록체로 이송되는 어메이징 슬롯 주소 C는 광합성에 의해 생성 된 과도한 광 에너지를 열로 방출하는 과정의 보조 인자로서 필수적이며, 결과적으로 포토리스 내성을 달성했다 (그림 4).

<예비 효과>
이 연구 결과는 어메이징 슬롯 주소이 가지고있는 영리한 생존 전략 중 하나 인 빛 스트레스 내성 메커니즘에 대한 중요한 통찰력을 제공했습니다.
어메이징 슬롯 주소 C 수송 체는 아라비돕시스뿐만 아니라 쌀과 옥수수와 같은 작물을 포함한 광범위한 식물 종에서도 발견됩니다. 앞으로,이 식물 종의 엽록체에서 어메이징 슬롯 주소 C의 수송을 제어함으로써, 가벼운 스트레스에 적응할 수있는 스트레스 내성으로 식물 육종에 적용될 것으로 예상된다.

<원래 종이 정보>
Takaaki Miyaji, Takashi Kuromori, Yu Takeuchi, Naoki Yamaji, Kengo Yokosho, Atsushi Shimazawa, Eriko Sugimoto, Hiroshi Omote, Jian Foll Ma, Kazuo Shinozaki, Yoshinori.
atpht4; 4는 엽록체-국소화 된 아스 코르 베이트 어메이징 슬롯 주소 체입니다.Arabidopsis.
Nature Communications
, 2014, doi : 10.1038/ncomms6928

이 어메이징 슬롯 주소 결과는 교육, 문화, 스포츠, 과학 및 기술의 과학 어메이징 슬롯 주소 보조금과 같은 어메이징 슬롯 주소 보조금으로 구현되었습니다 (New Academic Field Research, Fundamental Research).

<추가 노트>
*1아스코르브 산
수용성 어메이징 슬롯 주소의 한 유형이며 어메이징 슬롯 주소 C라고합니다. 아스코르브 산은 식물 전체에 널리 분포되어 있습니다. 그것은 잎 엽록체에서 다수로 발견되며 광합성 동안 항산화 제, 대사 반응의 보조 인자 및 전자 공여체로서 작용하며, 포토리스 내성을 부여하는 역할을한다.

*2어메이징 슬롯 주소
식물 잎에 존재하고 광합성을 수행하는 소기관입니다. 세포질 및 엽록체를 분리하는 막을 봉투라고합니다. 광합성은 태양의 에너지를 사용하여 물과 공기의 이산화탄소어메이징 슬롯 주소 탄수화물을 생산하고 대기에 산소를 공급합니다.

*3운송자
생물학적 막에 침투하는 단백질로서, 이들은 생물학적 막을 통과하고 물질의 어메이징 슬롯 주소을 전달하는 단백질에 대한 일반적인 용어이다.

*4미토콘드리아
그것은 진핵 세포에 포함 된 소기관이며 주로 에너지 원인 ATP의 생합성에 관여합니다. 식물에서 미토콘드리아는 어메이징 슬롯 주소 C의 생합성을 담당합니다.

*5Xanthophyll
카로티노이드어메이징 슬롯 주소 유래 한 광합성에 대한 보충 염료. 크 산토 필스, Zeaxanthin, Anteraxanthin 및 Violaxanthin을 전환하는 kanthophylls는 함께 빛 에너지를 소산하고 광부 손상으로부터 엽록체를 보호합니다.

*6비 초 화학 담금질
엽록체의 엽록소 형광의 측정은 광합성 매개 변수의 평가를 허용합니다. 비 초 화학적 켄칭은 이러한 매개 변수 중 하나이며, 광합성 동안 생성 된 과도한 광 에너지가 열로 방출되는 현상이다. 이것은 Xanthophyll 사이클이라고도하며,이 효소 반응의 보조 인자로서 어메이징 슬롯 주소 C가 필요합니다.

*7대장균
연구어메이징 슬롯 주소 가장 일반적으로 사용되는 박테리아 중 하나이며 유용한 단백질 및 유전자 변형 실험의 생산에 사용됩니다.

*8인공 막 소포 (리포좀)
주로 인지질로 구성되어 있으며 파우치와 같은 구조가 있습니다. 생물학적 막을 모방하고 종종 운송업자 어메이징 슬롯 주소에 사용되는 소포입니다.

*9애기 장대
Arabidopsis 속의 연례 어메이징 슬롯 주소, 브라시카, Thaliana 속, 가족. 전체 게놈은 해독되었으며 연구 자료로 사용하기 쉽기 때문에 종종 어메이징 슬롯 주소에 대한 모델 유기체로서 연구에 사용됩니다.

그림 1 : 세계 최초의 어메이징 슬롯 주소 C 수송 체 식별
(a) 이번에 확인 된 어메이징 슬롯 주소 C 수송 체를 포함하는 유전자 그룹이 표시됩니다. (b)이 그룹의 유전자 중에서, 아라비돕시스의 PHT4; 4 단백질에는 어메이징 슬롯 주소 C 수송 활성이 있음이 밝혀졌다. 대략 5 배 더 많은 어메이징 슬롯 주소 C가 PHT4를 포함하지 않은 것보다 인공 막 소포로 옮겨졌다; 4;


그림 2 : 이번에 확인 된 어메이징 슬롯 주소 C 수송 체는 엽록체 봉투에 국한되어 있습니다
(a) 잎의 현미경 사진은 간접 면역 형광을 사용하여 취했다. 녹색은 어메이징 슬롯 주소 C 수송 체 (PHT4; 4)를 나타내고 자주색은 엽록소 (엽록소)를 나타냅니다. (b) 옐로우 박스 섹션의 확대 된 모습이 도시되어있다. 어메이징 슬롯 주소 C 수송 체는 엽록소 주변에 국한되었습니다. 이것은 봉투로 알려진 엽록체의 입구에 해당합니다. 각 흰색 선의 길이는 20 μm입니다.


그림 3 어메이징 슬롯 주소 C 수송 체가없는 아라비돕시스는 사진 저항이 감소했습니다
(a) 식물은 광합성 또는 열로 생성 된 과도한 광 에너지를 방출하여 광주지로부터 엽록체를 보호합니다. 어메이징 어메이징 슬롯 주소 주소 C 수송 체가없는 애기 장대는 광 에너지를 소산하는 과정을 억제했습니다 (비 석 화학적 켄칭). (b) 비 석 화학적 퀀칭의 메커니즘이 나타났다 (왼쪽). 잎이 강한 빛에 노출되면, 전환 효소 (VDE) 및 보조 인자 인 보조 인자 어메이징 어메이징 슬롯 주소 주소 C는 조명 수집 효율이 높은 비올라 산틴 (Vioxanthin)에서 전환하여 조명 수집 효율이 낮고 열이 과도한 광 에너지를 소산합니다. 어메이징 어메이징 슬롯 주소 주소 C 수송 체가없는 아라비돕시스는 Violaxanthin을 Zeaxanthin으로 전환 할 수 없어 가벼운 스트레스에 더 취약한 것으로 밝혀졌습니다.


그림 4 : 어메이징 슬롯 주소 C 수송 메커니즘과 chloplasts에서의 생리 학적 역할
어메이징 슬롯 주소 C는 광 스트레스에 반응하여 미토콘드리아에서 생산됩니다. 어메이징 슬롯 주소 C는 이번에 식별 된 수송 체에 의해 엽록체로 이송되는 것으로 밝혀졌으며, 빛 스트레스를 줄이는 데 중요한 역할을한다.


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<연락처>
어메이징 슬롯 주소 Research Support Center
Miyaji Takaaki 부교수
전화 : 086-251-7260
팩스 : 086-251-7264

Riken Research Institute, Environmental Resource Science Research Center
고급 어메이징 슬롯 주소원 Kuromori Takashi

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