| 研究領域 | マルチモードオートファジー：多彩な経路と選択性が織り成す自己分解系の理解 |
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| 研究課題/領域番号 |
20H05306
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
生物系
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
石田 宏幸 東北大学, 農学研究科, 准教授 (60312625)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | オートファジー / 葉緑体 / Rubisco / 栄養リサイクル / シロイヌナズナ / イネ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
オートファジーは、真核生物に普遍的なバルクの細胞内分解システムであり、植物にも存在する。植物は光独立栄養生物であり、光合成を担う葉緑体には窒素の多くが分配され、Rubiscoなどのタンパク質として機能している。葉緑体は小胞RCB（Rubisco-containing body）として、オートファジーにより分解されるが、その詳細なメカニズムは不明である。本研究ではRCB経路について「選択性」と「葉緑体本体からのストロマ成分の選択的な切り離し」に関わるメカニズムについて明らかにする。さらにRCBと他の類似経路の関係を調べ、「ピースミールクロロファジーの多様性」について明らかにすることを目的とする。
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| 研究実績の概要 |
今年度は以下の項目を中心に解析を進めた。
1. RCB経路に選択性を賦与するメカニズムの解析：RCBに関わるレセプター候補の共免疫沈降解析による同定を行うため、gfs9-5にFLAG-AtATG8a（野生型）と、AIM binding siteに変異を持つ変異型を発現させる形質転換体を作出し、それらの中から組換えタンパク質の発現量が高い系統を複数選抜した。また共免疫沈降に用いる抗体ビーズについて検討し、シロイヌナズナのタンパク質粗抽出画分で高い特異性を発揮する抗体ビーズを選定した。
2. 葉緑体本体からのRCB切り離しのメカニズムの解析：RCB形成における葉緑体の増殖分裂に関わる既知因子の役割について、分裂装置の主要な構成因子のノックアウト変異がRCB経路に及ぼす影響について調べた。その結果、葉緑体分裂が特に異常となり葉緑体が巨大化するarc変異体に加えて、ftszやpdv変異体においてもRCB形成が確認された。またgfs9-5変異体に新たな変異原処理を行い、RCBを蓄積しないサプレッサー変異体のスクリーニングを進め、複数の変異体を獲得した。
3. ピースミールクロロファジー経路の多様性、特にRCBとATI-PS bodyの関係性の解析： ATI1/2がノックアウト/ダウンされたATI-KDでは、野生型と同レベルにPB/RCBの蓄積が見られた。CT-DsRedで可視化されるプラスチド/葉緑体由来のPB/RCBの中で、ATI1-GFPシグナルを持つ小胞（ATI1-PS body）の割合は20%程度であった。以上の結果から、ピールミールクロロファジーの多様性が改めて示唆された。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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