2016 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of molecular mechanisms of vacuolar membrane fusion regulated by SNARE proteins in plant cells
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15K18551
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| Research Institution | National Institute for Basic Biology |
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Principal Investigator |
海老根 一生 基礎生物学研究所, 細胞動態研究部門, 助教 (90590399)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 植物分子生物学 / オルガネラ / 液胞 / SNARE |
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| Outline of Annual Research Achievements |
液胞は植物細胞の体積の90％以上を占める巨大なオルガネラで，真核生物のリソソームと共通する「不要物の分解」に加え，物質の貯蔵，膨圧の発生，空間充填など，植物に特有の機能を有している．これらの機能を発現するためには，液胞機能を支える種々の物質が液胞へ正確に輸送される必要があり，その輸送経路には複数あることが明らかになっているが，それぞれの経路の制御メカニズムの詳細は明らかになっていない．本申請課題では膜融合の実行因子であるSNAREに注目し，液胞膜のSNAREによる複数の液胞輸送経路制御の詳細な分子メカニズムの解明と，それぞれの輸送経路が植物の高次機能発現において果たす役割の解析を通して，液胞における膜融合制御の仕組みと意義を明らかにすることを目指している．
VAM3は液胞に局在するSNAREの一つであり，その変異体であるsgr3-1ではVAM3を含むSNARE複合体形成の一部にのみ異常がある．今年度は共免疫沈降法によるVAM3相互作用因子へのsgr3-1変異の影響の解析を目的とし，質量分析による相互作用因子の網羅的解析を行った．その結果，SNAREと同様に結合が増加する因子としてa-SNAPを見いだした．また，既知の液胞膜タンパク質やa-SNAPの局在をsgr3-1変異体で比較した結果，sgr3-1変異体では液胞膜タンパク質の中でも膜融合に関わる因子が特異的に液胞膜の一部に濃縮していることを見いだした．
これらの膜融合制御因子が濃縮する領域の機能を探るため，ライブイメージングによる詳細な解析を行った結果，この液胞膜上の領域の一部が液胞膜のくびれ込みに関わることを示唆する結果を得た．また，sgr3-1で液胞膜上に顕著な濃縮が見られた因子が野生型においてもドット状に濃縮する様子が見られ，これらの因子を介した液胞膜の制御が野生型においても機能していることが示唆された．
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