2013 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Environmental sensing of plants: Signal perception, processing and cellular responses |
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| Project/Area Number |
22120007
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| Research Institution | National Institute for Basic Biology |
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Principal Investigator |
西村 幹夫 基礎生物学研究所, 研究力強化戦略室, 特任教授 (80093061)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ぺルオキシソーム / オイルボディ / オルガネラ相互作用 / 環境応答 / 植物細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１.「オルガネラ相互作用の解析」：黄化芽生え時のペルオキシソームとリピッドボディとの相互作用に異常を生じたシロイヌナズナ変異体ped1 (peroxisome defective 1) の解析を進めた。免疫電子顕微鏡観察から、ped1変異体のペルオキシソーム内の膜小胞に、ペルオキシソームの脂肪酸輸送体であるPED3が集積することが明らかとなり、ペルオキシソームとリピッドボディとの相互作用にPED3が関与することが示唆された。ペルオキシソームと葉緑体との相互作用解析に関しては、光環境下での代謝系との相関性を明らかにした。また、ペルオキシソームの運動解析、ならびにアクチン骨格の接着機構への影響を詳細に解析した。オルガネラ接着機構変異体の原因遺伝子解析に関しては、全ゲノムシークエンスを進めると同時に、接着機構欠損が期待される候補変異体に関しての生理学的解析を進めた。
２.「光環境下におけるペルオキシソーム機能変換機構の解析」：発芽時の光環境下では、ペルオキシソーム内の酵素群が変化し機能が転換する。この制御機構にオートファジーが関与していることが予測され、種々のATG (Autophagy-related) 変異体を用いてその解析を進めた。同時にペルオキシソーム局在型Lon protease 2 (LON2) のペルオキシソーム機能変換機構における役割を解析し、LON2とオートファジーによる、ペルオキシソーム機能転換の新たな制御機構を解明した。
３.「ペルオキシソーム形成異常変異体の解析」：ペルオキシソーム形成変異体 (apem：aberrant peroxisome morphology) の解析を進め、機能未知なAPEM6が脂質結合能を有し、オルガネラ膜脂質の合成に関与することが予測され、ペルオキシソーム形成に膜脂質動態が関わることが強く示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
オルガネラ相互作用の解析では、光依存性のペルオキシソームと葉緑体の接着現象を見いだし、フェムト秒レーザー照射法を導入することにより接着力を測定した。この成果はNaturePlantsにarticleとして掲載され、同誌のNews and Viewsでブレイクスルーに値する論文として紹介された。さらにペルオキシソームとオイルボディの接着も見いだし、解析を加えている。また、永年、オルガネラ機能に関して注目されてきた、光によるペルオキシソームの機能転換に、オートファジーとlonタンパク質による分解系が働いていることを明らかにした。これらの成果をとりまとめた総説を作成中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、オルガネラ相互作用異常変異体の解析から、関連因子の同定と機能解析を進め、環境応答におけるオルガネラ相互作用の分子機構を明らかにする。また、オートファジーによるペルオキシソームの品質管理と機能転換における制御機構を解明する。
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[Journal Article] Physical interaction between peroxisomes and chloroplasts elucidated by in situ laser analysis2015
Author(s)
Oikawa K., S. Matsunaga, S. Mano, M. Kondo, K. Yamada, M. Hayashi, T. Kagawa, A. Kadota, W. Sakamoto, S. Higashi, M. Watanabe, T. Mitsui, A. Shigemasa, T. Iino, Y hosokawa and M. Nishimura
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Journal Title
Nature Plants
Volume: 1
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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