| 研究課題/領域番号 |
17K07467
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| 研究機関 | 新潟大学 |
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研究代表者 |
林 八寿子 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (20228597)
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| 研究分担者 |
及川 和聡 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (70508457)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | リピッドボディ / 貯蔵脂肪 / 子葉 / 免疫電子顕微鏡 / 窒素飢餓 / 緑藻 / オートファジー / 小胞体 |
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| 研究実績の概要 |
（１）子葉細胞内でのリピッドボディの消失調節機構について
発芽後の暗所生育５日目の細胞に見られるリピッドボディを取り巻く膜構造が、小胞体であるのか、オートファジーの隔離膜であるのかを確かめるために、昨年度に引き続き、免疫電子顕微鏡解析をおこなった。その結果、この膜は小胞体である可能性が高いことが再び示唆された。そこで、子葉の発達段階に応じてリピッドボディが小胞体やその他のオルガネラとどのような相互関係を持って挙動しているのかを把握するために、いくつかのオルガネラ可視化形質転換体を用いたレーザー顕微鏡解析をおこない、同時に電子顕微鏡解析もおこなった。さらに、子葉細胞内のリピッドボディの消失が著しく遅い変異体について、その表現型解析をおこない、リピッドボディの大きさや分布異常を調べるとともに、この変異株においても野生株と同じく、リピッドボディを取り巻く膜構造が存在するのかなどを調べた。
（２）緑藻細胞内におけるリピッドボディの消失機構について
窒素飢餓から回復する細胞内の微細構造を電子顕微鏡で詳細に観察し、細胞内のリピッドボディの継時的な変化を調べた。さらにリピッドボディと酸性コンパートメントの位置関係をレーザー顕微鏡を用いて調べ、オートファゴゾームの蛍光検出も試みた。その結果、リピッドボディは窒素飢餓解除後速やかに消失すること、最終的には液胞の運ばれて分解されていることを確認した。また、窒素飢餓解除後におけるオートファジー関連因子の発現解析や細胞内のオートファゴゾーム検出のための免疫電子顕微鏡解析もおこなった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
子葉細胞内でのリピッドボディの消失調節機構については、免疫電子顕微鏡解析の結果、リピッドボディを取り巻く膜状構造体が小胞体である可能性を示唆するデータを得た。そこで、子葉細胞におけるリピッドボディと様々なオルガネラとの相互関係についてのこれまでのデータを整理し、現在まで得られてきた結果の一部を用いてレビュー論文を作成した。また、緑藻細胞内におけるリピッドボディの消失機構についても、計画通り、細胞内の微細構造の観察とオートファジー関連因子の発現解析を行い、窒素飢餓解除後のリピッドボディ消失がオートファジーである可能性を示唆するいくつかのデータを得た。そのため、本年度の目的は概ね達成されたと考える。
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| 今後の研究の推進方策 |
（１）子葉細胞内でのリピッドボディの消失調節機構について
当初は、リピッドボディを取り巻く膜構造はオートファジーの隔離膜である可能性があるために、子葉細胞内の余剰なリピッドボディはマクロオートファジーによって分解されると考えていた。しかし、現在までの結果からは、注目していたリピッドボディを取り巻く膜はおそらく小胞体であると考えられる。そこで、今後はミクロオートファジーによるリピッドボディ消失機構の可能性について検証する。具体的には、暗所生育の子葉に光を当て、継時的なリピッドボディの局在の変化を調べることや、培地内の糖の有無によるリピッドボディの量や局在の違いなどを調べ比較する。また、当初計画通り、リピッドボディの消失時のオートファジー関連因子の発現解析もおこなう。
（２）緑藻細胞内におけるリピッドボディの消失機構について
現在のところ、窒素飢餓解除後のリピッドボディ消失にオートファジーが関与していることが示唆されている。しかし、明瞭なオートファゴゾーム構造が電子顕微鏡解析によって確認されていない。そこで、電子顕微鏡を用いた細胞内の詳細な形態解析を引き続きおこなうとともに、免疫電子顕微鏡解析によってもオートファゴゾームの検出を行う。
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