植物細胞におけるアクチン系細胞骨格の分子構築

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11304057
• 研究機関: 姫路工業大学
• 研究代表者: 新免 輝男 姫路工業大学, 理学部, 教授 (80114510)
• 研究分担者: 横田 悦雄 姫路工業大学, 理学部, 助手 (80212299) ; 園部 誠司 姫路工業大学, 理学部, 助教授 (30197024)
• キーワード: 細胞骨格 / アクチン / ミオシン / タバコ / アクチン束化タンパク質 / ビリン / 培養細胞 / 根毛

研究概要

植物細胞内にはアクチンフィラメントが束を形成し、細胞内の構造維持および原形質流動の力発生などに関与している。アクチンフィラメント自体には束形成の能力はないことから、アクチンフィラメントの束形成にはアクチン束化タンパク質が関与していると考え、テッポウユリ花粉管から2種類のアクチン束化タンパク質を生化学的に単離した。また、遺伝子の解析により、これらがビリンという種類のアクチン結合タンパク質であることを明らかにしていた。植物細胞内における細胞骨格の構築は細胞周期とともにダイナミックに変化する。今年度は、細胞周期の同調が容易に行えるタバコ培養細胞BY-2を用いて細胞周期に伴うアクチン束の構築変化を、ビリンに注目して解析を進めることにした。ユリ花粉管ビリンに対する抗体を用いて、タバコ培養細胞BY-2のビリン遺伝子を同定した。その結果、アミノ酸配列において、ユリのビリンとタバコのビリンの間には約40%の相同性がみられた。また、タバコには少なくとも2種類のビリンが存在することが明らかとなった。今後は、これらのビリンの超可変部位のポリペプチドを作成し、それを用いて抗体を作成し、ビリンの細胞周期にともなう発現、構築についての解析を行う予定である。
in vivoにおけるアクチンフィラメントの構築を解析するために、我々はLimnobiumの根毛を用いた研究を行ってきた。以前の研究により、タンパク質脱リン酸化酵素の阻害剤であるカリキュリン処理により、原形質が球形化を起こすことを報告していた。今回、ミオシンがこの現象に関与している可能性を明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Inada, S, Shimmen, T.: "Involvement of cortical microtubules in plastic extension regulated by gibberellin in Lemna minor"Plant & Cell Physiology. 42. 395-403 (2001)
• [文献書誌] Sonobe, S., Yamamoto, S., Motomura, M., Shimmen, T.: "Isolation of cortical MTs from tobacco BY-2 cells"Plant & Cell Physiology. 42. 162-169 (2001)
• [文献書誌] Shimmen, T.: "Studies on electrogenesis under high K^+ concentrations in inernodal cells of Chara corallina"Journal of Plant Research. 114. 59-66 (2001)
• [文献書誌] Shimmen, T.: "Electrical perception of "death message" in Chara : involvement of turgor pressure"Plant & Cell Physiology. 42. 366-373 (2001)
• [文献書誌] Shimmen, T.: "Involvement of receptor potentials and action potentials in mechano-perception in plants"Australian Journal of Plant Physiology. 28. 567-576 (2001)
• [文献書誌] Tazawa, M., Shimmen, T.: "How characean cells have contributed to the progress of plant membrane biophysics"Australian Journal of Plant Physiology. 28. 523-539 (2001)