色素体とミトコンドリアの分裂装置の細胞生理学及び分子生物学的研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10440236
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 黒岩 常祥 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (50033353)
• キーワード: 葉緑体分裂装置 / ミトコンドリア分裂装置 / シアニディオシゾン / 分裂中葉緑体 / 単細胞紅藻 / 色素体分裂リング

研究概要

本研究の目的は、これまでの成果を踏まえて、オルガネラの分裂装置の構造と機能を先ず細胞生理学的に解析し、続いて分裂装置を単離し、構成成分を決定し、オルガネラの分裂装置のタンパク質を含めた物質的背景を明らかにすることである。このためには実験材料として数々の有利さを備えたシアニデイオシゾン(Cyanidioschyzon merolae)を用いて解析した。得られた結果は以下のようになる。
1.光の明暗と薬剤の投与により、葉緑体の分裂を80%まで高めた。この方法を用いて、再度、葉緑体の分裂装置の形成、収縮、分散の機構を解析するとともに、ミトコンドリアの分裂装置との関係を明らかにした。
2.フレンチプレスにより大量の集めた分裂期の細胞を破砕し、分裂中の葉緑体を、遠心により、集める事に成功した。
3.集めた分裂葉緑体を界面活性剤処理、pH、及び塩処理などにより、葉緑体の外包膜と葉緑体の分裂装置の複合体を分離することに成功した。
4.分離した分裂中の葉緑体と間期葉緑体、もしくは分離した粗葉緑体分裂装置画分と同様な処理をした間期の画分を、二次元電気泳動法を用いて比較し、分裂装置特有のタンパク質を同定した。

研究成果

• [文献書誌] T.Kuroiwa: "The discovery of division apparatus of plastids and mitochondria"J.Electron Microscopy. in press.
• [文献書誌] Miyagishima,S.,Ryuuichi,I.,Aida,S.,et,al.: "lsolation of dividing chloroplasts with intact plastid-dividing rings from a synchronous culture of the nicellular red alga Cyanidoschyzon merolae"Planta. 209. 371-375 (1999)
• [文献書誌] Miyagishima,S.,Nishimura M.,Itoh R.,et al.: "Microbody prolifelation and segregation cycle in the single microbody-alga Cyanidioschyzon merolae"Planta. 208. 326-336 (1999)
• [文献書誌] Kuroiwa,T.: "The primitive red algae : Cyanidium caldarium and Cyanidioschyzone merolae as model system for investigating the dividing apparatus of mitochondria and plastids"BioEssays. 20. 344-354 (1998)
• [文献書誌] Kuroiwa,T,Kuroiwa,H,Sakai,A,et al.: "The dividion apparatus of plastids and mitochondria"Int.Rev.Cytol.. 181. 1-41 (1998)
• [文献書誌] Itoh,R,and Kuroiwa,T.: "Mechanism and evolution of organelle division"Kluwer Academic Publisher (分担). 14 (1999)