| 研究課題/領域番号 |
05304005
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| 研究種目 |
総合研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
植物生理
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| 研究機関 | 名古屋大学 (1994)
北海道大学 (1993) |
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研究代表者 |
前島 正義 名古屋大学, 農学部, 助教授 (80181577)
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| 研究分担者 |
三ツ井 敏明 新潟大学, 農学部, 助教授 (70183960)
中村 研三 名古屋大学, 農学部, 教授 (80164292)
西村 いくこ 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 助手 (00241232)
大隅 良典 東京大学, 教養学部, 助教授 (30114416)
二井 将光 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (50012646)
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| 研究期間 (年度) |
1993 – 1994
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| キーワード | 液胞 / 液胞形成 / 液胞膜輸送系 / 自食作用 / プロセシング / プロテインボディ / H^+-ATPase / プロテアーゼ |
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| 研究概要 |
液胞は、高等植物、藻類、菌類の細胞に普遍的に存在する酸性オルガネラであり、最も大きな細胞内区画である。植物の液胞にはアミノ酸、リンゴ酸、花の色素など多様な代謝産物が集積し、種子等では貯蔵性のタンパク質も多量に蓄積する。また、有害物質の隔離貯蔵、生体成分の分解とリサイクル、さらに無機イオンや代謝中間物の細胞質濃度の調節等、細胞にとっての不可欠の役割を果たしている。
本研究では、液胞の機能と形態のダイナミクスに関して、次の項目を中心に解析をすすめた。1)液胞の酸性化の要であるプロトンポンプ、糖輸送系、Na^+輸送系など、液胞膜に局在する輸送装置の分子構築と生理的な変動あるいは多様性についての生化学的研究。2)液胞のもつタンパク質の集積貯蔵機能を、イモあるいは種子貯蔵器官を対象にし、タンパク質の液胞への局在化・輸送機構を中心とした分子細胞生物学的解析。3)発芽種子と酵母を対象にした、液胞の分解・消化機能に関する生化学的、分子遺伝学的な解析。4)液胞の形成についての、ER、ゴルジ装置も含めた、生化学的、分子遺伝学的解析。これらの項目は個別に解析されると同時に、相互の関連の中で考察された。これまでの研究により、液胞型H^+-ATPaseとH^+-ピロホスファターゼの分子構造や特性、生物界での分布、新たな機能が明らかになり、Na^+/H^+アンチポーターの性質、分子同定も大きく前進した。これらの分子が、生育、ストレス応答、種子発芽の過程で顕著に変動することなど、新たな知見も得られた。タンパク質合成と液胞への細胞内輸送については、輸送シグナル、認識・結合タンパク質など分子レベルでの重要な成果が得られ、ゴルジ装置の役割が解明され、輸送に関与する新しい小胞の発見も加えられた。液胞の形態形成についても分子遺伝学的な解析により、具体的に複数の遺伝子が同定された。また、酵母細胞に顕著な自食作用の発見と、それ引き続く分子遺伝学的解析は、自食作用に関わる遺伝子も明らかにした。
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