由京都大學大學院研究生院博士生小林佑介和西村義樹領導的小組是與山口大學、東京工業大學、法政大學、立教大學和日本女子大學合作的葉綠體小組我們發現了控制“葉綠體DNA(chloroplast nucleus-like body)”分佈(遺傳)的基因MOC1和由該基因編碼的葉綠體型假日連接解離酶。

 在作為光合作用場所的葉綠體中,DNA被各種蛋白質折疊形成“類核”。葉綠體類核的複制和分佈先於葉綠體分裂。類核的複制、分裂和分佈(遺傳)是維持光合作用和植物生存的基本要素,但其控制機制尚不清楚。

 研究小組利用單細胞綠藻衣藻分離出一種葉綠體類核形狀異常的“moc變體”,並在鑑定致病基因的過程中發現了一個名為MOC1的未知基因。該基因在陸生植物中也廣泛保守。生化分析表明,該蛋白與Holliday junction的中心結合,該結構在DNA損傷修復、複製和減數分裂過程中的同源重組過程中出現,並準確切割該結構,揭示其為葉綠素型Holliday junction解離酶。

 此外,通過結合“DNA摺紙(一種可以通過組合長短DNA鏈來設計各種結構的技術)”和原子力顯微鏡技術,我們觀察了霍利迪結是如何被切割的。結果,我們成功地清楚地捕捉到了 MOC1 蛋白如何與霍利迪接頭的中心部分結合併切割。

 從這一基本發現,有望闡明葉綠體中同源重組的機制,並將其應用於生產新物質的應用研究。

論文信息:[科學] Holliday junction resolvases 介導葉綠體類核分離

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