2019 Fiscal Year Research-status Report
植物細胞内における余剰なリピッドボディの消失調節機構の解析
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17K07467
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
林 八寿子 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (20228597)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
及川 和聡 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (70508457)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | リピッドボディ / ペルオキシソーム / 子葉細胞 / 貯蔵脂肪 / グリオキシソーム / オートファジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）子葉細胞内でのリピッドボディの消失調節機構について
暗所生育中の子葉細胞内と光照射によって緑化した子葉細胞内とで、オルガネラ相互関係がダイナミックに変化する事象についての論文を共同研究者などと共同執筆した。また、シロイヌナズナ発芽後５日間暗所生育させた子葉細胞内に存在するリピッドボディを取り巻く膜構造が小胞体であることが免疫電子顕微鏡解析の結果明らかとなったことから、小胞体可視化形質転換体株（GFP-h株）を用いて、光照射の有無、および培地へのショ糖の有無によるリピッドボディの挙動の違いや、小胞体との相互関係の変化について、レーザー顕微鏡解析により詳細に調べた。同時に、それらの結果を正確に裏付けるために、各生育条件でのリピッドボディの大きさと数の変化を電子顕微鏡解析を用いて統計的に調べた。また、リピッドボディの減少がペルオキシソームによる代謝によるのか、オートファジーによる積極的な分解によるのか、調べるために、ペルオキシソーム可視化変異体（GFP-PTS1株）を用いて、リピッドボディとペルオキシソームとの相互作用の変化を調べ、また、緑化に伴うペルオキシソーム酵素の発現量の変化についても調べた。
さらに、貯蔵脂肪の消費代謝系であるグリオキシル酸回路の欠損株における、暗所生育と明所生育でのリピッドボディの挙動の違いや培地のショ糖の有無による影響の違い、および光照射後24時間後のリピッドボディの変化について調べた。
（２）緑藻細胞内におけるリピッドボディの消失機構について
解析不足であった飢餓解除後12時間以内のステージの細胞の電子顕微鏡解析を行った。しかし、昨年度の結果と同様に、最終的に液胞内でリピッドボディが分解されている像は得られたが、その過程が、ミクロオートファジーなのか、マクロオートファジーなのかは現在のところ、まだ判断できていない。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
発芽後の暗所生育期間の長さや、暗所生育後の光の照射時間の長さによるリピッドボディの大きさや数の変化を調べ、これまで正確には把握されていなかった、光によって引き起こされる子葉細胞内でのリピッドボディの挙動についての基礎的なデータを習得した。また、貯蔵脂肪の代謝系欠損株の解析から、正常なグリオキシシームの機能によってリピッドボディの数や大きさが経時的にどのように変化していくのか、明らかになった。現在、これらの結果について、論文作成中である。しかし、緑藻細胞内におけるリピッドボディの消失機構については、まだ、リポファジーの関与を直接的には証明できていない。テーマ１（子葉細胞内でのリピッドボディの消失調節機構）についての研究を優先させたことから、テーマ２（緑藻細胞内におけるリピッドボディの消失機構）の研究がやや遅れている。さらに、年度末になって、新型コロナによる研究活動自粛が始まり、次年度内に論文を作成するために必要なデータ解析がやや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
（１）子葉細胞内でのリピッドボディの消失調節機構について
これまで、正確には記載されていなかった子葉細胞内でのリピッドボディの挙動について、光照射後の挙動、ショ糖の有無による違い、小胞体やペルオキシソームとの相互関係などの基礎データが整ったので、まずは、現在までに得られている結果について論文を作成する。また、リピッドボディの減少がオートファジーによるものかどうかを明らかにするために、オートファジー関連因子欠損体でのリピッドボディの消失過程を観察する。
（２）緑藻細胞内におけるリピッドボディの消失機構について
現在のところ、オートファジーの関与は示唆されているが、電子顕微鏡解析による明瞭なオートファゴゾームは観察されていない。そのため、本年度は、各種オルガネラやリソソーム、液胞区画の蛍光染色を行い、レーザー顕微鏡を用いた解析を主に行う。
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| Causes of Carryover |
テーマ１（子葉細胞内でのリピッドボディの消失調節機構）について、論文作成を視野に研究を優先させたために、テーマ２（緑藻細胞内におけるリピッドボディの消失機構）に必要なオルガネラ検出用試薬や抗体の購入が次年度に回ったため。また、共同研究者の所属変更に伴い、次年度の旅費の増額が必要となるため。
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