2021 Fiscal Year Research-status Report
高温障害に応答する新たなチラコイド膜品質管理システムの解明
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21K06221
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Research Institution | Setsunan University |
Principal Investigator |
加藤 裕介 摂南大学, 農学部, 講師 (10437569)
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Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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Keywords | 葉緑体 / チラコイド膜 / タンパク質分解 / 熱ストレス / FtsH |
Outline of Annual Research Achievements |
葉緑体チラコイド膜に局在するFtsHプロテアーゼは、TypeA型とTypeB型のFtsHが組み合わさったヘテロ六量体を形成し、損傷した光化学系II反応中心タンパク質D1の分解を担う。一方、FtsHは元来、大腸菌の高温感受性変異株から同定されており、植物のミトコンドリアにおいても高温ストレスとの関連が示唆されている。本研究では、チラコイド膜局在型FtsHの機能に注目し、高温下でのチラコイド膜タンパク質品質管理機構、及び葉緑体を介した熱ストレス応答機構へのシグナルの解明を目指す。 予備実験において短時間の高温処理によりTyprA型FtsHであるFtsH5の変異体で熱ストレスの影響が強く認められたことから、本年度はより生理的条件下に近い高温条件での熱ストレスに対する影響を主要なFtsH複合体の構成因子であるFtsH1,2,5,8の変異体で解析した。その結果、予備実験同様にftsH5変異体で、熱ストレス耐性の低下と熱誘導性形態形成の不全が認められた。しかし、ftsH5の別アリルの解析では、ftsH5変異体が示す斑入り表現型が増強したものの、熱誘導性形態形成の不全は認められなかった。このことは、ftsH5変異体での熱誘導性形態形成の不全については、他の変異による影響が考えられた。熱誘導性形態形成の不全に関連する主要な遺伝子の配列を解析したが、変異は見つかっておらず、今後、他遺伝子の変異を解析する必要がある。一方、斑入り表現型の増強は、TypeB型FtsHをもつ変異体では認められず、TypeA型FtsHの変異体特有のものであった。この結果は熱ストレス条件下では従来のTypeA,-TypeBから構成されるFtsHのヘテロ六量体が組み換えられる可能性を示唆した。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究開始時には熱ストレス耐性の低下と熱誘導性形態形成の不全はTypeA型FtsHの欠損により引き起こされると想定したが、複数の変異体解析の結果、これら現象は切り離され、熱誘導性形態形成の不全については他の変異による影響を考える必要性が出た。この確認に時間を費やし、当初の予定より進行が遅れている。
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Strategy for Future Research Activity |
FtsH5の変異体で認められた熱誘導性形態形成の不全については、別遺伝子の関わりが考えられたためマッピング、リシーケンスにより原因遺伝子を同定していく。一方で、葉緑体発達時に熱ストレスがかかることにより、TypeA型FtsHの変異体でのみ斑入りの増強が見られ。チラコイド膜のTypeA型FtsHは、本来はFtsH2またはFtsH8といったTypeB型FtsHと複合体を形成するとされるが、これら変異体では斑の増加は見られず、熱ストレス条件下での葉緑体発達への影響が出ていない。今後は、TypeA型FtsHが熱ストレス条件下、従来のTypeB型FtsHとは別に機能する可能性を考え、高温処理後、単離したチラコイド膜から、FtsH5を認識する抗体によりpull-down解析を行い、相互作用をする他サブユニットの同定を試みる。また高温処理後のFtsH複合体をClear-Native PAGEにより分離することも行う。
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Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染症の感染拡大に伴い、学会等がオンライン開催となり、旅費に余剰が生じた。また当初予定から一部実験計画を変更することとなり、2021年度に予定していた試薬購入を見送った。本年度新たにpull-down解析によってTypeA型FtsHと機能するタンパク質の同定を計画しており、質量分析解析と意見交換のため岡山大学へ出張を入れる可能性が高く、これらのために繰り越し金を使用する予定である。
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Research Products
(1 results)