単膜系オルガネラが担う葉緑体機能の発現・維持機構の解明

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15K14538
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 植村 知博 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (90415092)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 葉緑体 / ＴＧＮ

研究実績の概要

葉緑体やミトコンドリアのような二重の膜で囲まれたオルガネラと小胞体やゴルジ体などの一重の膜で形成されるオルガネラ（単膜系オルガネラ）は、それぞれ独立して機能していると考えられてきた。しかし、我々のグループによるシロイヌナズナを用いた研究の結果から、トランンスゴルジ網（TGN）と呼ばれるゴルジ体に隣接して存在する網目状の構造体で、ゴルジ体を通過したタンパク質が機能すべき場所に正しく輸送されるための選別を行うオルガネラが、環境ストレス下で葉緑体の機能維持に関与することが明らかとなったが、その分子機構や高次機能は未解明である。本研究課題では、 “単膜系オルガネラが担う新規の葉緑体機能の発現・維持機構を分子レベルで解明する”ことを目的としている。
H29年度は以下の研究成果を得た。
syp4変異体では、環境ストレス下で葉緑体の機能維持が出来なくなっているため、その表現型を実験系として確立するため、サリチル酸処理による変異体の応答を観察した。その結果、サリチル酸処理によってTGNを介した葉緑体維持機構を示唆する予備的な結果を得ることができた。特に病原菌感染後のサリチル酸上昇に伴う葉緑体のプラスとグロビュールの肥大化についてその原因について考察するとともに、プラスとグロビュール可視化ラインに作成に着手した。また、syp4変異体の種子を変異誘導剤であるエチルメタンスルホン酸（EMS）で処理したM2種子から葉緑体の表現型が抑圧された変異体の原因遺伝子を同定するための準備をすすめている。

研究成果

• [雑誌論文] Golgi Entry Core Compartment functions as the COPII-independent scaffold for ER-Golgi transport in plant cells. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoko Ito, Tomohiro Uemura, and Akihiko Nakano
  • 雑誌名: J. Cell Sci. 巻: 131 ページ: jcs203893
  • DOI: 10.1242/jcs.203893
  • 査読あり
• [雑誌論文] A missense mutation in the NSF gene causes abnormal Golgi morphology in Arabidopsis thaliana. (2018)
  • 著者名/発表者名: Sayuri Tanabashi, Keiko Shoda, Chieko Saito, Tomoaki Sakamoto, Tetsuya Kurata, Tomohiro Uemura, and Akihiko Nakano.
  • 雑誌名: Cell Struct. Funct 巻: 43 ページ: 41-45
  • DOI: A missense mutation in the NSF gene causes abnormal Golgi morphology in Arabidopsis thaliana.
  • 査読あり
• [雑誌論文] admium-induced changes in vacuolar aspects of Arabidopsis thaliana. (2017)
  • 著者名/発表者名: Sharma, SS., Yamamoto, K., Hamaji, K., Ohnishi, M., Anegawa, A., Sharma, S., Thakur, S., Kumar, V., Uemura, T., Nakano, A., *Mimura, T.
  • 雑誌名: Plant Physiol. Biochem. 巻: 114 ページ: 29-37
  • DOI: 10.1016/j.plaphy.2017.02.017
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The trans-Golgi network and the Golgi stacks behave independently during regeneration after Brefeldin A treatment in tobacco BY-2 cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ito, Y., Toyooka, K., Fujimoto, M., Ueda, T., *Uemura, T. and Nakano, A.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 58 ページ: 811-821
  • DOI: 10.1093/pcp/pcx028
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolutionarily conserved BIL4 suppresses the degradation of brassinosteroid receptor BRI1 that regulates cell elongation. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ｙamagami, A., Saito, C., Nakazawa, M., Fujioka, S., Uemura, T., Matsui, M., Sakuta, M., Shinozaki, K., Osada, H., Nakano, A., Asami, T. and *Nakano, T.
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 18 ページ: 5739
  • DOI: doi: 10.1080/15592324
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Functional zones and dynamics of trans-Golgi network in Arabidopsis (2017)
  • 著者名/発表者名: Yutaro Shimizu, Yamato Komatsu, Yoko Ito, Junpei Takagi J, Kazuo Ebine, Takashi Ueda, Kazuo Kurokawa, Tomohiro Uemura, Akihiko Nakano.
  • 学会等名: 20th European Network for Plant Endomembrane Research meeting
  • 国際学会