クロロフィル前駆体を介した葉緑体と核とのオルガネラ間クロストークに関する研究

Research Project

Project/Area Number	00J06525
Research Category	Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Allocation Type	Single-year Grants
Section	国内
Research Field	Bioproduction chemistry/Bioorganic chemistry
Research Institution	Nara Institute of Science and Technology
Principal Investigator	渡辺尚英奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 特別研究員(PD)
Project Period (FY)	2000 – 2002
Project Status	Completed (Fiscal Year 2002)
Budget Amount *help	¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000) Fiscal Year 2002: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000) Fiscal Year 2001: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000) Fiscal Year 2000: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords	クロロフィル / 葉緑体 / クロストーク / メタカスパーゼ / 過敏感細胞死 / オルガネラ / アラビドプシス
Research Abstract	昨年度に引き続き、アラビドプシスにおける過敏感細胞死の実行因子だと考えられる2種類のメタカスパーゼ遺伝子ファミリーの機能を調べる事を目的に研究を行った。アラビドプシスのメタカスパーゼはその構造的特徴からType1(AtMCP1)およびType2(AtMCp2)に分類される。本年度は昨年度単離したAtMCP1aおよびAtMCP2dに加え、さらにもう2つのメタカスパーゼ(AtMCP1b, AtMCP2b)の全長鎖cDNAも単離し、以下φ解析に供した。まず、これら4つのメタカスパーゼがカスパーゼ様活性を有するかどうか調べるために、大腸菌を宿主とした発現系を構築した。これら4つのメタカスパーゼを大腸菌内で発現させたところ、宿主細胞の溶菌化が急速に引き起こされることが明らかとなった。現在、原核生物においても溶菌化を会したプログラム細胞死の存在が示唆されており、溶菌化はautolysin経路の活性化により誘導されることから、メタカスパーゼがこの経路のどこかを活性化させたものと考えられる。しかし、今のところ、メタカスパーゼがカスパーゼ様活性を有するというin vitroでの実験データーは得られていない。一方、最近、酵母においてアラビドプシスリタイプ1メタカスパーゼと類似した構造を有するYCA1が哺乳類のinitiator型カスパーゼと同様の活性を有し、かつ酵母のアポトーシス様プログラム細胞死の制御因子であることが報告された。そこで、YCA1欠損株を分与してもらい、AtMCP1aおよびAtMCP1bがYCA1変異を相補できるかどうか調べたところ、両遺伝子の過剰発現によりYCA1欠損変異を相補できることがわかった。現在、これらメタカスパーゼが宿主酵母細胞においてどのようなメカニズムにより細胞死を誘導するのかについて詳細に解析を進めている。