高等植物における生体防御機構-アポトーシスの実行カスケードの解明

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13024254
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 平田 敏文 広島大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80033926)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 泉 俊輔 広島大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (90203116)
• Keywords: 生体防御機構 / アポトーシス / プロティンカスケード / ゲラニオール / カルレティキュリン / カミツレ培養細胞

Research Abstract

植物は外界からの刺激に対して自らの身を守るために生体防御反応がプログラムされている。その生体防御プログラムの中には自らの細胞の一部を死滅させ,それによって自らを防御する防御機構(=アポトーシス)があることが知られている。本研究では,植物細胞のモノテルペノイドの認識過程とアポトーシス実行の鍵となる生体物質について調べた。
1.細胞外から投与されたモノテルペノイドの細胞内局在性を明らかにするために,タバコ培養細胞から調整したプロトプラストに3H-標識ゲラニオールを投与して,ゲラニオールの細胞内局在性を調べた。その結果,細胞の外から加えたモノテルペノイドは細胞内の小器官へはほとんど到達せず,細胞膜上に蓄積されることがわかった。
2.細胞膜上のモノテルペノイド受容体の存在を明らかにするために,タバコ培養細胞の細胞膜タンパク質からゲラニオール結合性タンパク質を3H-標識ゲラニオールを用いて検索した。その結果,ゲラニオールと特異的に結合する21kDaのタンパク質が得られた。
3.モノテルペノイドが外部から投与されたとき,細胞内でどのような変化が起こるのかをタンパク質レベルで明らかにするために,カミツレ培養細胞にゲラニオールを投与し,投与直後に変化するタンパク質をSDS-PAGEにより分析した。その結果,カルレティキュリンがゲラニオール投与直後に分解することがわかった。
4.アポトーシスの際にカルレティキュリンが小胞体からどのように消失していくのかを抗カルレティキュリン抗体を用いて調べた。その結果,カルレティキュリンは通常小胞体に残留しているが,そのHDEL配列が切断されると,核内に移行することがわかった。

Research Products

• [Publications] R.Utsumi: "Enantioselectivity in the hydrolysis by Lipase. A study of MALDI TOF-MS analysis"Chem.Lett.. 2001. 892-893 (2001)
• [Publications] S.Yamane: "Isolation and characterization of glucosyltransferase in the cultured cells of Nicotiana tabacum"Heterocycles. 56. 509-514 (2002)