2021 年度研究成果報告書

非緑色プラスチド独自の形態維持機構：ストロミュール過剰形成変異体を用いた解析

研究課題

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研究課題/領域番号	18K06314
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分44040:形態および構造関連
研究機関	琉球大学
研究代表者	伊藤竜一琉球大学, 理学部, 准教授 (50322681)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード	プラスチド
研究成果の概要	高等植物の非光合成プラスチドにおいてはストロミュールと呼ばれる細管状構造が高頻度で形成される。本研究では葉の敷石細胞においてストロミュールの形成が過剰なシロイヌナズナ変異体suba1の解析を通じてストロミュール形成機構の解明を試みた。suba1の原因遺伝子TGD5（プラスチド包膜の脂質輸送因子をコード）の変異が、様々な非葉肉細胞のプラスチドでストロミュール過剰形成や内膜形成不全などの多面的な影響を及ぼすのに対し、葉肉葉緑体の形態・形成には僅かな影響しか与えないことが明らかとなった。この結果は、葉肉葉緑体と非葉肉プラスチドとで正常形態維持機構に根本的な差異があることを示唆している。
自由記述の分野	植物細胞生物学
研究成果の学術的意義や社会的意義	ストロミュールは、古くは19世紀後半から文献記載（スケッチ）がありながら（Schimper (1883) 等）、未だその形成機構は解明されていない。suba1変異体の原因遺伝子であるTGD5がコードするタンパク質は小胞体（ER）からプラスチドへの脂質輸送に関与していることから、①非葉肉プラスチドではER→プラスチド間脂質輸送が正常形態維持に必須であること、②葉肉細胞葉緑体と非葉肉プラスチドとでは、脂質合成経路の違いを反映して形態維持の仕組みも異なること、が示唆された。本研究成果は、140年来の謎であるストロミュール形成機構について「ERからの脂質輸送」という新たな角度から光を当てるものである。