2020 Fiscal Year Annual Research Report
ユビキチン様オートファジー蛋白質との相互作用を介した異常オルガネラ認識機構
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20H03281
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| Research Institution | Meiji University |
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Principal Investigator |
吉本 光希 明治大学, 農学部, 専任教授 (40399316)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | オートファジー / 液胞 / 植物 / オルガネラ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
独立栄養生物である植物は、土中から無機栄養素を吸収し、太陽光のエネルギーを最大限利用して化学エネルギーに変換することで無機物から有機物を獲得する。一方、過剰な光は植物に損傷を与えるため、太陽光は諸刃の剣である。光合成機能に必要なオルガネラ（葉緑体や緑葉ペルオキシソームなど）は光合成の過程で絶えずダメージを受けており、それらの品質維持・新陳代謝の破綻は植物を死に導く。申請者は最近、植物が光合成を行なう中でオートファジーを発動し、植物特異的オルガネラの品質管理を行うことで細胞内浄化を図り、恒常性を維持していることを見出している。
本研究では、オートファジーがどの様にして異常オルガネラを認識し、それを過不足なく分解するのか、その機構を分子レベルで明らかにすることを目的としており、今年度は以下の課題を推進した。
オートファゴソームに基質の選択性を付与するユビキチン様オートファジータンパク質ATG8に着目し、ATG8と相互作用するペルオキシソーム関連タンパク質をの候補を3つ同定したが、その中の一つの候補タンパク質にFLAGタグを融合させ、GFP-ATG8e発現atg2変異体に導入し、その植物体から全タンパク質を抽出して、FLAG抗体を用いて免疫沈降実験を行った。その結果、GFP-ATG8eおよび内在性ATG8eが共免疫沈降してくる予備的データを得ることができた。
また、その候補タンパク質をコードする遺伝子のT-DNA挿入変異体を取得した。現在、本T-DNA挿入変異体とペルオキシソーム局在GFPを発現させた植物を交配させ、緑葉ペルオキシソームの挙動観察の準備を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ATG8と相互作用するペルオキシソーム関連タンパク質をの候補を同定し、生化学的解析によりその相互作用を確認する予備的データを得ることができたため、おおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
候補タンパク質をコードする遺伝子のT-DNA 挿入変異体を取得し、緑葉ペルオキシソームの挙動を観察する。候補が異常ペルオキシソームの選択性に関与するレセプター・アダプターであった場合、その変異体ではatg 変異体と同様の表現型、つまり、緑葉ペルオキシソームの高蓄積を示すはずである。
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[Journal Article] Ammonium stress increases microautophagic activity while impairing macroautophagic flux in Arabidopsis roots2021
Author(s)
Robert, G., Yagyu, M., Koizumi, T., Naya, L., Masclaux-Daubresse, C., and Yoshimoto, K.
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Journal Title
Plant J.
Volume: 105
Pages: 1083-1097
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] RCB-mediated chlorophagy caused by oversupply of nitrogen suppresses phosphate-starvation stress in plants2021
Author(s)
Yoshitake, Y., Nakamura, S., Shinozaki, D., Izumi, M., Yoshimoto, K., Ohta, H., and Shimojima, M.
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Journal Title
Plant Physiol.
Volume: 185
Pages: 318-330
DOI
Peer Reviewed
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