| 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 |
22H04627
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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, 教授 (60312625)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 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 |
5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2023年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2022年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | オートファジー / 葉緑体 / プラスチド / 液胞 / 栄養リサイクル / Rubisco |
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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 |
本年度はプラスチドボディー（PB）の液胞への輸送ルートの多様性の解析を中心に進めた。特に従来モデルであるオートファゴソームと液胞が直接融合するマクロオートファジーと、エンドソーム系と交差する新奇様式の関係性について注目した。PBが異常蓄積するgfs9-5変異体のLysotracker染色では、野生型では見られない肥大化した液胞前区画（PVC）と考えられるリング状構造体がPBを内包しつつ細胞内を移動する様子が観察された。またBCECF-AM染色では、野生型では液胞内腔のみが染色されたが、gfs9-5では液胞に加え、強い蛍光を持つ特異な小胞が観察された。gfs9-5におけるBCECF-AM陽性の小胞は、PBとは必ずしも共局在しないものの、高い頻度でLysotracker陽性のリング状構造体に内包されていた。各種エンドソーム系オルガネラマーカーとPBの局在性の解析では、PBとSYP32およびVTI12との明確な共局在性は確認されなかった。一方PBを内包するリング状構造体には、PVCマーカーであるRha1とRabG3fが局在することが分かった。これら2つのPVCマーカーとPBの共局在性の頻度には違いが見られ、PB を内包するRha1陽性のリング状構造体の数は、RabG3fの約2倍であった。VAMP711もリング状構造体に局在したが、VAMP711陽性のリング状構造体はPBを内包していなかった。以上より、プラスチドからオートファジーにより小胞として細胞質に切り出されたPBが、液胞と直接融合する経路に加えて、Rha1局在型のPVCの段階でエンドソーム系に合流する経路の存在が強く示唆された。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。
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