2011 Fiscal Year Annual Research Report

ユビキチン様オートファジー蛋白質を利用した選択的ぺルオキシソーム分解機構の解明

Research Project

Project/Area Number	22770049
Research Institution	The Institute of Physical and Chemical Research
Principal Investigator	吉本光希独立行政法人理化学研究所, 植物免疫研究グループ, 研究員 (40399316)
Keywords	オートファジー / ペルオキシソーム / オルガネラ / 品質管理 / 細胞内自己分解 / 液胞
Research Abstract	オートファジーは、オルガネラを含む細胞内タンパク質を液胞に送り込み分解する現象であり、液胞内分解機構の中心的な役割を担っている。申請者は、オートファジー不能植物(ATG遺伝子破壊株)の表現型解析から、高等植物のオートファジーにはタンパク質のリサイクリング・アミノ酸の供給源としての役割に加え、サリチル酸シグナリングの抑制に重要な働きがあることを明らかにしていた。最近になって、オートファジー能を欠損した植物の葉ではペルオキシソームが非常に多く蓄積することを見出した。今年度は、GFP融合ユビキチン様オートファジー蛋白質ATG8を発現させたトランスジェニック植物を用いてGFP抗体で共免疫沈降するタンパク質を単離してLC/MS解析によりそれらタンパク質を同定した。これらのタンパク質をさらに詳細に解析することでペルオキシソームの選択的分解機構が明らかになると考える。また、電子顕微鏡による微細構造の観察を行い、オートファジー不能植物において蓄積したペルオキシソームには電子密度の高い領域が存在し、そこにはカタラーゼが蓄積していることを発見した。さらに、ペルオキシソーム内のレドックス状態を可視化する系を確立し、野生型植物のペルオキシソームの内部は通常還元状態であるが、オートファジー不能植物のペルオキシソームは比較的酸化状態にあることを明らかにした。これらの結果は、オートファジーが緑葉ペルオキシソームの品質管理を行なっていることを強く示唆する。