| 研究課題/領域番号 |
21K06251
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分44040:形態および構造関連
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
武智 克彰 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 准教授 (70515501)
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| 研究分担者 |
高野 博嘉 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (70242104)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 葉緑体 / 葉緑体内構造 / オルガネラ / 植物進化 / 葉緑体進化 / ペプチドグリカン結合タンパク質 / 葉緑体内部構造 / 葉緑体機能維持機構 / 葉緑体ペプチドグリカン / 葉緑体包膜間タンパク質 / ペプチドグリカン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
藍藻を含む全ての細菌は，細胞壁成分としてペプチドグリカン（PG）を持つ。PG壁は葉緑体進化の過程で，消失したと考えられてきたが，我々は種子植物を除くストレプト植物の葉緑体包膜にPGが含まれ，葉緑体分裂に機能している可能性を示した。細胞内共生体から細胞小器官への進化には，大きな障壁があったと考えられており，分裂・増殖に関わるPG壁やそれに関わるタンパク質も変化する必要があったと推測される。本研究では，まだストレプト植物において見いだされていないPGと相互作用するタンパク質の解明を通じて，葉緑体の進化に迫る。
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| 研究成果の概要 |
ヒメツリガネゴケPpSLHsの局在を解析したところ葉緑体周辺部に凝集しており，PpSLH4重遺伝子破壊株の一重膜である巨大小包膜にも局在が認められた。各ドメインがタンパク質の葉緑体局在に与える影響を調べたところ， C末領域及び膜貫通ドメインの存在が正常な局在に必要であり，C末領域で未知の葉緑体包膜間タンパク質と相互作用することにより，ドット状局在をすることが予想された。SLHドメインとPGの相互作用を調べたが，相互作用は認められなかった。PpSLHsは，葉緑体内包膜に埋め込まれ，SLHドメイン以外のドメインと包膜間のPGと結合し，内包膜の安定性に関与することが予測された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，葉緑体の進化過程において，共生菌がもっていたPG層の進化も重要なファクターではないかと考えた。細菌がもつPG関連タンパク質の多くは，植物には保存されていないが， SLHドメインをもつタンパク質は，陸上植物に広く保存されている。葉緑体の進化において，SLHタンパク質が重要な働きを持っているのではないかと考え，PGを持つヒメツリガネゴケにおいて機能解析を行った。葉緑体内に巨大小胞が形成される変異体はこれまでに例がなく，この変異体の解析を通じて，葉緑体包膜の動態を維持する未知のシステムの存在が明らかになるだけでなく，葉緑体の進化に至った要因を見いだすことができると考えている。
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