| 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 |
20H05352
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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 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
中村 咲耶 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 訪問研究員 (20845151)
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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 | クロロファジー / 葉緑体 / ミクロオートファジー / 光障害 / シロイヌナズナ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
植物細胞内で光合成を担うオルガネラである葉緑体は、太陽光によるダメージを常に受けている。私たちは、損傷した葉緑体はどう処理されるのか？に着目し、葉緑体を丸ごと分解するオートファジー・クロロファジーが働くことを発見した。さらにこの経路は、液胞膜が葉緑体の隔離に関わるミクロオートファジーを介する「ミクロクロロファジー」であることを明らかにした。本研究のでは、ミクロクロロファジーの具体的な作動機構を確立し、領域が着目するマルチモードオートファジーの一経路として確立することを目指す。
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| 研究実績の概要 |
本計画は、申請者らが見出した、損傷葉緑体を除去する選択的ミクロオートファジー「ミクロクロロファジー」作動の仕組みを解明し、マルチモードオートファジーの一経路として確立することを目指すものである。特に、ミクロクロロファジーの作動機構として、細胞内の膜ダイナミクス、関連する遺伝子機能、の2点に焦点を当てた解析を行った。
昨年度までに整備したマクロオートファジー機能欠損株、を用いて、ミクロクロロファジー経路における既知のマクロオートファジー関連遺伝子群 (ATGs) の必須性調査をより詳細に行った。特に、これまでにシロイヌナズナで報告のないATG遺伝子欠損株については、各種蛍光タンパク質マーカーを導入し、ミクロクロロファジーおよび葉緑体部分分解経路の活性評価を行った。また、複数のホモログがある遺伝子については、T-DNA挿入変異株と自ら作成したゲノム編集株を組み合わせ多重変異系統の整備を進めた。加えて、ミクロクロロファジーの活性評価をより簡便に行うことを目指し、膜プローブを用いた観察系を構築した。これらの解析を通して、マクロオートファジーと、ミクロクロロファジーそれぞれに必須となるATG遺伝子の分類分けをさらに進めることができた。
ミクロクロロファジー特異的抑制株の原因遺伝子としてこれまでに同定したCHLOROPHAGY1 (CPG1) およびCPG2の機能解析を進めた。CRISPR/Cas9法により各遺伝子欠損株をそれぞれ作出、整備し、ミクロクロロファジー活性が低下することを確認した。また各遺伝子に蛍光タンパク質を融合したコンストラクトを用いて、その局在変化を観察した。また、CPG1、CPG2それぞれにホモログ遺伝子が確認されたため、それらの変異株についてもミクロクロロファジー活性調査を行ったが、ホモログ遺伝子欠損による活性への影響は見られなかった。
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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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