2015 Fiscal Year Annual Research Report
基部陸上植物の葉緑体型ペプチドグリカン結合性タンパク質の単離と解析
Publicly Offered Research
| Project Area | "Matryoshka"-type evolution of eukaryotes |
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| Project/Area Number |
26117720
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
高野 博嘉 熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (70242104)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 植物 / 葉緑体 / 形態 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
葉緑体はシアノバクテリア(藍藻)の原始真核細胞への共生により生じた。藍藻の持つペプチドグリカンは進化の過程で葉緑体から消失したと考えられてきたが、我々は細菌から持ち込まれたペプドグリカン関連遺伝子が現在でもコケ植物の葉緑体において分裂等の基本的な葉緑体機能にかかわっていることを見出している。
クリック反応を利用してペプチドグリカンを可視化する方法により、コケ植物の葉緑体がペプチドグリカンで覆われていることを発見した。更に、ペプチドグリカン合成系のMurE遺伝子破壊ラインを用いて同様のクリック反応を行い、予想通りにこの植物体では蛍光が見えないことを明らかとした。
ペニシリン結合タンパク質（ＰＢＰ）はペプチドグリカンモノマーを既存のペプチドグリカンに結合する最終合成を司る酵素である。ヒメツリガネゴケ葉緑体型ＰＢＰと協調して働くタンパク質を同定するため、mycタグを付加したＰＢＰを発現する形質転換ラインをヒメツリガネゴケで作成した。mycタグに対する抗体で免疫沈降等を行うことによりＰＢＰと複合体を作るタンパク質を取得し、質量分析法により同定したところ、ペプチドグリカン結合ドメインであるLysMドメインを持つタンパク質を見いだすことができた。これらのタンパク質はコケ植物の葉緑体でペプチドグリカンと結合しつつ、機能している可能性がある。
藍藻の持つペプチドグリカン-外膜接着システムであるS-layer homology (SLH) ドメインと予測される領域を持つコケ植物の葉緑体タンパク質(SLHタンパク質)に関する研究も進めた。コケ植物には、4つのSLHタンパク質が存在していたが、SLH1/2二重遺伝子破壊ラインを作成したところ、細胞における葉緑体数の減少が明らかとなった。このことは、SLHタンパク質が何らかの形で葉緑体分裂や数に関わっていることを示唆している。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Bending of protonema cells in a plastid glycolate/glycerate transporter knockout line of Physcomitrella patens.2015
Author(s)
Nakahara, J., Takechi, K., Myouga, F., Moriyama, Y., Sato, H., Takio, S. and Takano, H.
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Journal Title
PLos One
Volume: 10
Pages: e0118804
DOI
Open Access / Acknowledgement Compliant
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