ウイルス移行タンパク質により細胞膜上に誘導される細管状構造の形成メカニズムの解明

• Project/Area Number: 16J00424
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Applied molecular and cellular biology
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 石川 一也 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2016-04-22 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2017: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2016: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: ウイルス / 移行タンパク質 / 原形質連絡 / 植物細胞 / 植物ウイルス / 細管状構造

Outline of Annual Research Achievements

前年度までの実験で、孔辺細胞において移行タンパク質が原形質連絡(PD)に局在せず、細胞質に凝集する変異体（91-10）が単離された。本年度はこの91-10の変異原因遺伝子のマッピングを行なった。まず、91-10（Colombia-0バックグラウンド）をエコタイプLerdsbergと交配を行いF2個体群の中から表現系を示す74個体を集め遺伝子マーカーによるマッピングを行なった。その結果シロイヌナズナ第一染色体の18.40 Mbpから19.45 Mbに原因遺伝子が存在していることが示された。91-10変異体のこの領域を次世代シーケンスによって配列解析すると、データベース上のColumbia-0ゲノム配列と比較して、タンパク質コード領域の非同義置換変異が4箇所存在することがわかった。さらに、遺伝子の発現量 とエチルメタンスルホン酸で誘導される変異の傾向を考慮すると４箇所の変異のうち２箇所の変異のいずれかが原因である可能性が高いと考えられた。
さらにウイルス移行タンパク質のPD局在に関わる可能性の高いタンパク質としてsynaptotagmin 1 (SYT1)が知られているため、SYT1の解析を合わせて行った。SYT1は動物や酵母で小胞体-細胞膜接着部位に存在することが知られているが、植物細胞においてはその細胞内分布は詳細に調べられていない。そこで共焦点顕微鏡と全反射蛍光顕微鏡を用いてSYT1の細胞内局在を観察したところ、SYT1は小胞体上の管状の領域に局在した。さらに動画を観察すると、SYT1が局在している領域は静止しており、SYT1が局在していない小胞体の領域は活発に細胞内を動いていることがわかった。この小胞体上の動かない領域が小胞体-細胞膜接着部位であると考えられた。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Subcellular localisation of an endoplasmic reticulum-plasma membrane tethering factor, SYNAPTOTAGMIN 1, is affected by fluorescent protein fusion (2019)
  • Author(s): K. Ishikawa, Kentaro Tamura, and T. Shimada
  • Journal Title: Plant Signaling & Behavior Volume: 16 Issue: 12 Pages: 1-4
  • DOI: 10.1080/15592324.2018.1547577
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Synaptotagmin-associated endoplasmic reticulum-plasma membrane contact sites are localized to immobile ER tubules (2018)
  • Author(s): K. Ishikawa, Kentaro Tamura, H. Ueda, Y. Ito, A. Nakano, I. Hara-Nishimura, and T. Shimada
  • Journal Title: Plant Physiology Volume: 178 Issue: 2 Pages: 641-653
  • DOI: 10.1104/pp.18.00498
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 細胞膜接着部位に着目した小胞体の４次元構造解析 (2018)
  • Author(s): 石川一也・田村謙太郎・上田晴子・伊藤容子・中野明彦・西村いくこ・嶋田知生
  • Organizer: 日本植物生理学会
• [Remarks] 京都大学大学院理学研究科 植物分子細胞生物学研究室
  • URL: http://plantcell.sci.kyoto-u.ac.jp/publication.html