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我々は、環境に応答して変化するゴルジ体の形態と構成膜タンパク質を網羅的に解析し、環境適応に関わる植物ゴルジ体特有な構造・機能を解明することを目的として研究を進めている。植物ゴルジ体の動的で複雑な構造と機能についてはその分離・分画法を含め、未だ未解明な点が多々残されている。本年度においては、イネを主な研究材料として、(1)ゴルジ体における機能コンパートメントの分離・分画法の確立、(2)イネα-アミラーゼ過剰発現細胞におけるゴルジ膜の変化の解析を行った。
(1)ゴルジ体における機能コンパートメントの分離・分画法の確立:種々の条件下でのショ糖密度勾配遠心分離による細胞分画を試みた結果、5mM MgCl_2存在下においてショ糖密度勾配をフローティングさせることによって効果的にイネゴルジ膜を単離できることが分かった。シスゴルジマーカーGFP-SYP31標識ゴルジ膜を単離し、そのタンパク質をSDS-PAGEで分離し、検出されたタンパクバンドをQ-TOF MS/MSを用いて網羅的に解析したところ、小胞体-ゴルジ間輸送に関わるタンパク質が検出された一方で、Bipやcalreticulin、Hsp90などのER膜局在タンパク質が検出された。
(2)イネα-アミラーゼ過剰発現細胞におけるゴルジ膜の変化の解析:これまでの研究から、α-アミラーゼをイネ細胞において過剰発現させると、ゴルジ-プラスチド間コミュニケーションが頻繁に起こることを示唆する結果を得ている。イネα-アミラーゼ過剰発現細胞から調製したGlcNAc-transferase I結合ゴルジ膜をショ糖密度勾配遠心・フローティング分離に供したところ、高密度側に大きくシフトすることが見いだされた。これらの結果は、イネα-アミラーゼ過剰発現細胞においては非過剰発現細胞とは異なるゴルジ膜機能タンパク質を発現している可能性を強く示唆している。
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