2005 Fiscal Year Annual Research Report
プラスチド分化は膜糖脂質合成の制御とどのようにリンクしているか?
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17051009
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
太田 啓之 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 助教授 (20233140)
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| Keywords | 糖脂質 / プラスチド / チラコイド膜 / 胚発生 |
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| Research Abstract |
植物細胞において、プラスチドは光条件、栄養条件などの外的要因、生育段階、ホルモン濃度などの内的要因によって形態的、機能的に動的に変化することが広く知られている。このようなプラスチドの動的変化において、形態的に最も大きな変化は、チラコイド膜やプロラメラボディなどの内膜組織の形成や消失である。このようなプラスチド内膜の形成や消失においてプラスチド膜の主要構成成分である糖脂質合成系の制御は決定的な意味を持っていると考えられる。最近我々は、シロイヌナズナのプラスチド膜脂質の合成に3つの異なる代謝系が存在し、それぞれが、光、栄養条件などの外的環境や、植物ホルモンなどの内的因子によって異なる制御を受けているという新しいモデルを提唱した。本研究では、このような異なる経路を介したプラスチド膜の生合成制御がプラスチドの分化そのものにどのような形で寄与しているかを明らかにすることを目的として研究を行う。
MGD1ノックオウト変異株の表現型の解析
MGD1ノックアウトのホモ体はこれまで単離することができなかったが、MGD1/mgd1のヘテロ体を交配すると3:1の割合で未成熟な白色種子が生成することがわかった。この白色種子では、ハード型ステージへの移行がほとんど観察されず、胚発生が阻害されていた。この種子をショ糖を含む培地に蒔くと、わずかながら発芽することが判った。この幼植物は白色であったが、子葉や根などの分化がある程度見られた。しかし、光合成活性はほとんど認められず、約4週以降は矮小なまま生育が停止した。この白色植物のMGD1が完全に破壊されていることをPCRで確認した。
MGD1ノックアウト変異株の組織構造、細胞内構造の解析
mgd1で葉の組織やプラスチドの構造にどのような変化が起こっているかを、光学顕微鏡、電子顕微鏡等で観察した。光を照射して生育させているにもかかわらず、プラスチド内部にはチラコィド膜の発達がほとんど見られなかった。一部に内膜構造が観察される場合もあったが、その形態は正常なチラコイド膜とは大きく異なっていた。またプラスチド以外のオルガネラには大きな影響は認められなかった。
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