ピースミールクロロファジーの多様性と選択性賦与のメカニズム
Publicly Offered Research
| Project Area | Multimode autophagy: Diverse pathways and selectivity |
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| Project/Area Number |
20H05306
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
石田 宏幸 東北大学, 農学研究科, 准教授 (60312625)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | オートファジー / 葉緑体 / Rubisco / 栄養リサイクル / シロイヌナズナ / イネ |
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| Outline of Research at the Start |
オートファジーは、真核生物に普遍的なバルクの細胞内分解システムであり、植物にも存在する。植物は光独立栄養生物であり、光合成を担う葉緑体には窒素の多くが分配され、Rubiscoなどのタンパク質として機能している。葉緑体は小胞RCB（Rubisco-containing body）として、オートファジーにより分解されるが、その詳細なメカニズムは不明である。本研究ではRCB経路について「選択性」と「葉緑体本体からのストロマ成分の選択的な切り離し」に関わるメカニズムについて明らかにする。さらにRCBと他の類似経路の関係を調べ、「ピースミールクロロファジーの多様性」について明らかにすることを目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は以下の項目を中心に解析を進めた。
1. RCB経路に選択性を賦与するメカニズムの解析：RCBに関わるレセプター候補の共免疫沈降解析による同定を行うため、gfs9-5にFLAG-AtATG8a（野生型）と、AIM binding siteに変異を持つ変異型を発現させる形質転換体を作出し、それらの中から組換えタンパク質の発現量が高い系統を複数選抜した。また共免疫沈降に用いる抗体ビーズについて検討し、シロイヌナズナのタンパク質粗抽出画分で高い特異性を発揮する抗体ビーズを選定した。
2. 葉緑体本体からのRCB切り離しのメカニズムの解析：RCB形成における葉緑体の増殖分裂に関わる既知因子の役割について、分裂装置の主要な構成因子のノックアウト変異がRCB経路に及ぼす影響について調べた。その結果、葉緑体分裂が特に異常となり葉緑体が巨大化するarc変異体に加えて、ftszやpdv変異体においてもRCB形成が確認された。またgfs9-5変異体に新たな変異原処理を行い、RCBを蓄積しないサプレッサー変異体のスクリーニングを進め、複数の変異体を獲得した。
3. ピースミールクロロファジー経路の多様性、特にRCBとATI-PS bodyの関係性の解析： ATI1/2がノックアウト/ダウンされたATI-KDでは、野生型と同レベルにPB/RCBの蓄積が見られた。CT-DsRedで可視化されるプラスチド/葉緑体由来のPB/RCBの中で、ATI1-GFPシグナルを持つ小胞（ATI1-PS body）の割合は20%程度であった。以上の結果から、ピールミールクロロファジーの多様性が改めて示唆された。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(4 results)
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[Journal Article] GFS9 Affects Piecemeal Autophagy of Plastids in Young Seedlings of Arabidopsis thaliana.2021
Author(s)
Ishida, H., Okashita, Y., Ishida H., Hayashi, M., Izumi, M., Amane Makino, A., Bhuiyan, N.H. and Van Wijk, K.J.
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Journal Title
Plant Cell Physiol.
Volume: 62
Issue: 9
Pages: 1372-1386
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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