種子の脂肪性およびデンプン性を決定する分子機構の解析

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19657020
• Research Institution: National Institute for Basic Biology
• Principal Investigator: 西村 幹夫 National Institute for Basic Biology, 高次細胞機構研究部門, 教授 (80093061)
• Keywords: シロイヌナズナ / 脂肪性種子 / デンプン性種子 / ペルオキシン / RNAi抑制変異株 / ペルオキシソーム

Research Abstract

植物の種子は主として脂肪を蓄積する脂肪性種子、デンプンを蓄積するデンプン性種子に大別される。シロイヌナズナは脂肪性種子であるが、その変異株の中にデンプンを蓄積する変異株が得られている。その原因遺伝子はPex16であり、ペルオキシソームの形成因子のひとつである。種子の脂肪性とデンプン性を決定する分子機構を明らかにするため、Pex16の機能解析を進めるとともに以下に示す変異株を用いた解析を行った。
1.Pex16の細胞内局在性の検討Pex16-GFP融合タンパク質を発現するシロイヌナズナ形質転換体を作製した。GFP蛍光はペルオキシソーム膜に局在した。また、この形質転換体ではペルオキシソームが巨大化していることが明らかとなった。
2.Pex16-GFP過剰発現変異株を用いた解析Pex16-GFPを過剰発現する変異株を作製した。さらにペルオキシソームを可視化するマトリックスタンパク質であるチオラーゼにRFPを融合させたタンパク質を発現するシロイヌナズナとかけあわせ、2重変異株を作製した。その蛍光パターンの解析から、ペルオキシソームの巨大化は多くのペルオキシソームが集合体を形成していることが明らかとなった。電子顕微鏡観察から、多くのペルオキシソームが互いに膜を接して結合していることが判明した。
3.Pex16のRNAi変異株を用いた解析Pex16の発現量を減少させたRNAi抑制変異株を作製したところ、ベルオキシソームは数が減少するとともに巨大化した。この巨大化したペルオキシソームはペルオキシソームの集合体ではなく、個々のペルオキシソームが巨大化していた。