種子貯蔵タンパク質の部位特異的集積シグナル

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12138207
• 研究機関: 京都府立大学
• 研究代表者: 田中 國介 京都府立大学, 農学研究科, 教授 (90027194)
• 研究分担者: 増村 威宏 京都府立大学, 農学研究科, 講師 (50254321)
• キーワード: イネ / プロテインボディ / 胚乳細胞 / プロラミン / グルテリン / シグナルペプチド / タンパク質輸送 / cDNAライブラリー

研究概要

植物における貯蔵タンパク質の遺伝子発現、生合成、輸送集積の機構を理解するためイネ胚乳細胞中での貯蔵タンパク質の集積をモデルとして研究を進めた。本年度はイネにおいて種子貯蔵タンパク質が集積するための1)胚乳細胞の分化機構2)プロラミン前駆体、グルテリン前駆体のシグナルペプチドが認識するER膜ドメインの分画・単離とその分画におけるmRNAをリアルタイムPCR法により定量しER膜上での貯蔵タンパク質mRNAの分布を調査した。3)プロテインボディII(PB-II)形成のための液胞膜内在性タンパク質(TIP)の特定を試みた。
1)の研究結果として、開花後3日目(3DAF)のイネ種子前胚乳組織(アリューロン層、デンプン性内胚乳へはまだ分化していない)から特異的に発現しているcDNAを特定し配列決定を進めた。2)の結果、プロテインI膜(PB-I膜)、あるいはその膜と連続する近傍部位にプロラミンmRNAだけでなくグルテリンmRNAも同居しているという結果を得た。また、PB-I膜以外の、いわゆるc-ERと呼ばれてきた膜領域にもグルテリンmRNAだけでなくプロラミンmRNAが存在することを確認した。3)の結果、3種のイネγ-TIPと相同性のあるcDNAクローン(OsTIP1、2、3)を得、OsTIP1は貯蔵型液胞に局在し、OsTIP2は登熟種子に特異的に発現することを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Akihiro Kurita: "Hosetsu-dwarf ; useful rice for molecular biological research on plant seed development"Plant Biotechnology. 19(2). 81-85 (2002)
• [文献書誌] Akihiro Kurita: "Separation of specific cells using a laser micro-dissection system and detection of mRNA in developing rice endosperm tissue"Plant Bitotechnology. 19(2). 129-134 (2002)
• [文献書誌] Takayuki Asano: "Construction of a specialized cDNA library from plant cells isolated by laser capture microdissection : toward comprehensive analysis of the genes expressed in the rice phloem"The Plant Journal. 32. 401-408 (2002)
• [文献書誌] 田中 國介: "タンパク質蓄積型液胞の形成機構とプロテインボディの多様性"植物細胞工学シリーズ. 17. 70-76 (2002)
• [文献書誌] 増村 威宏: "植物の物質濃縮機構を利用した有用物質の生産"バイオサイエンスとインダストリー. 160(1). 35-36 (2002)
• [文献書誌] Shigeto Morita: "Air Pollution and Plant Biotechnology [Prospects for Phytomonitoring and phytoremediation], Detoxification of active oxygen species and tolerance in plants exposed to air pollutants and CO_2"Springer-Verlag. (2002)