2014 Fiscal Year Annual Research Report
色素体成立の初期過程におけるタンパク質輸送装置の確立と進化に関する研究
Publicly Offered Research
| Project Area | "Matryoshka"-type evolution of eukaryotes |
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| Project/Area Number |
26117712
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
中井 正人 大阪大学, たんぱく質研究所, 准教授 (90222158)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 葉緑体 / 生合成 / プラスチド / オルガネラ / 細胞内タンパク質輸送 / 内共生 / 進化 / 植物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
葉緑体に代表される植物や藻類に特異的なオルガネラであるプラスチド（色素体）は、光合成だけでなく窒素同化や硫黄同化、アミノ酸および脂質の生合成等をおこなう必須のオルガネラである。多様なプラスチドの機能が維持できるのは、それぞれのプラスチドの機能に適した蛋白質がプラスチドへと輸送されているからに他ならない。重要な役割を担うのが、プラスチドを包む外包膜と内包膜それぞれに組み込まれた蛋白質輸送装置 TOC および TIC 複合体である。プラスチドへの蛋白質輸送装置は、現在のシアノバクテリアのような原核生物が始原真核細胞に内共生した後に、確立されていったと考えられる。しかし、これまでプラスチドへの蛋白質輸送の研究は、主として高等植物を用いて行われてきており、プラスチド共生成立過程と関連づけて多様な光合成生物を材料に行われた解析はほとんどない。まず、ゲノム配列が判明し、形質転換法が確立している紅藻のモデル生物シゾンを材料に、内包膜TICの中核コンポーネントTic20がどのようなTIC複合体を形成しているか、解析を進めている。さらに、TIC複合体と連携して働く輸送モーターに関しても、シロイヌナズナで我々が最近同定した因子を手がかりとして、同様の解析を進め、色素体成立初期段階の輸送装置の全容を解明することを目指す。
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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
植物葉緑体への輸送装置の確立において進化の初期過程に相当すると考えられる紅藻類であるシゾンを用いて、その核となる中心コンポーネントを足がかりに、タグ付加型形質転換も確立でき、また特異抗体の取得にも成功し、実際の解析に着手する事が出来ている。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに進めてきた、シゾンを材料に、葉緑体への蛋白質輸送装置の進化の初期段階に迫りたい。これまで シゾンを用いた単離葉緑体による蛋白質輸送実験系は、未構築であるため、可能であれば期間内に、in vitro輸送実験系を確立し、輸送メカニズムの詳細の解析にも進みたいと考えている。in vitro 系が確立されれば、輸送途上の前駆体蛋白質との直接の相互作用を確認でき、詳細な輸送メカニズムの解析が飛躍的に進むと期待できる。同時に、紅藻と高等植物の中間にあたる緑藻についても、解析をスタートさせており、こちらも精力的に進め、輸送システムの進化の全体像に迫りたい。
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