プロテインフラックスと遺伝子発現の協同的制御による細胞構築原理の解明

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13206042
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 中井 正人 大阪大学, 蛋白質研究所, 助教授 (90222158)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 菊地 真吾 大阪大学, 蛋白質研究所, 特別研究員
• Keywords: 葉緑体 / 蛋白質輸送 / 蛋白質膜透過 / プラスチド / チラコイド / 光化学系 / プロテインフラックス / 器官形成

Research Abstract

植物体は葉や根、花など分化した器官・組織を形成し、さらにそれぞれの機能を維持するために空間的にも時間的にも特有の蛋白質セットを合成して細胞内外に配置している。このような蛋白質の配置をプロテインフラックスとして捉えることができる。本研究では特に植物の様々な代謝活動に必須なプラスチドへのプロテインフラックスを題材として、様々な外環境の変化に応じて異なった輸送制御を受けるプラスチドの蛋白質群の網羅的な解析、(ii)プラスチドへのプロテインフラックスのリアルタイム解析:プラスチドへのプロテインフラックスを組織・器官・個体レベルで理解するため、プラスチドへの蛋白質輸送を可視化した植物体を用いたリアルタイムの解析を進めている。
まず、トウモロコシの緑葉から単離したmRNAをもとにin vitro蛋白質合成を行い、bulkの翻訳産物によるトウモロコシ葉緑体へのin vitro輸送実験をおこなった。輸送実験後、トリプシン処理による未輸送蛋白質の除去を行った後、葉緑体をさらに分画し、葉緑体へ輸送されたと思われる蛋白質のバンドを複数種類検出することができた。(2)トウモロコシチラコイド膜への蛋白質のターゲティングに関与するcpFtsYのMuトランスポゾン変異株を単離することに成功した。この変異株ではチラコイド蛋白質のみならず葉緑体内の様々な蛋白質の存在量が変化していることが、一次元の電気泳動で確認された。(3)Dexを誘導物質として発現を誘導できるプロモーター支配下に、葉緑体ストロマに局在する蛋白質およびチラコイドに局在する蛋白質とGFPとの融合蛋白質の遺伝子を導入し、形質転換植物を作製した。現在、各10ラインについてT_2種子を得ることができた。

Research Products

• [Publications] Hirohashi, T., Hase, T., Nakai, M.: "Maize non-photosynthetic ferredoxin precursor is mis-sorted to the intermembrane space of chloroplasts in the presence of light"Plant Physiology. 125. 2154-2163 (2001)