植物細胞内の構造が光合成を調節する仕組みを解明(Discovery Reveals How a Specialized Structure in Plant Cells Helps Regulate Photosynthesis)

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2025-03-26 パデュー大学

パデュー大学の研究チームは、植物細胞内の特殊な構造が光合成の調節にどのように寄与するかを明らかにしました。この研究では、葉緑体と細胞核をつなぐ膜構造が、光合成に必要なタンパク質の生成を制御する役割を果たしていることが示されました。この発見は、植物の光合成効率を向上させる新たな方法を提供し、農業生産性の向上や持続可能な食料供給に貢献する可能性があります。

<関連情報>

Toc33のセリン260でのリン酸化が葉緑体の生合成に必須であることを発見 Phosphorylation at serine-260 of Toc33 is essential for chloroplast biogenesis

Yuan-Chi Chien and Gyeong Mee Yoon
Science Advances  Published:26 Mar 2025
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.adu4054

植物細胞内の構造が光合成を調節する仕組みを解明(Discovery Reveals How a Specialized Structure in Plant Cells Helps Regulate Photosynthesis)

Abstract

Chloroplast biogenesis, essential for photosynthesis, depends on the import of nuclear-encoded proteins through the translocon at the outer envelope of chloroplasts (TOC) complexes. Despite its importance, the mechanisms regulating this process remain largely elusive. We identify serine-260 (S260) as a critical phosphorylation site in Toc33, a core TOC component. This phosphorylation stabilizes Toc33 by preventing its ubiquitination and degradation. Constitutive triple response 1 (CTR1), a negative regulator of ethylene signaling, and its paralog RAF-like kinase are involved in phosphorylating Toc33. Disruption of Toc33 phosphorylation impairs its stability and photosynthetic protein import, consequently affecting chloroplast structural integrity and biogenesis. Our findings underscore the essential role of TOC phosphorylation in chloroplast biogenesis and reveal an unexpected regulatory network involving RAF-like kinases in organelle development.

生物工学一般
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