葉緑体及び植物細胞の分裂に関与するシロイヌナズナ遺伝子の機能解析

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14540591
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 吉岡 泰 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (60202397)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 町田 泰則 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80175596)
• Keywords: 葉緑体 / 葉緑体分裂 / シロイヌナズナ / タンパク質輸送 / 細胞分裂 / 細胞分化 / プラスチド

Research Abstract

研究期間内にCRLタンパク質がプラスチド外包膜に存在する膜内在性のタンパク質である事を明らかとした。また、プラスチドの外包膜以外の場所にはCRLタンパク質はほとんど存在していない事からCRLタンパク質はプラスチドにおいて機能するものと考えられた。また、CRLタンパク質を過剰に発現しても植物の形態、葉緑体の大きさ数、形態は野生型と同じであった。crl変異体のプラスチドの微細構造を走査型電子顕微鏡を用いて観察した結果、葉緑体の内部膜構造には変化が見られない事、および、分裂組織中のプロプラスチドも野生型に比べて多くなり、一細胞あたりの数が減少している事が明らかとなった。抗CRL抗体カラムを用いて植物の細胞抽出液からCRLタンパク質を含むタンパク質複合体を精製した結果、ルビスコ小サブユニットの前駆体タンパク質、および2つの光化学系I複合体の構成タンパク質の前駆体タンパク質がCRLタンパク質と共に精製された。さらに、crl変異体においてはルビスコ小サブユニットタンパク質の葉緑体移行シグナル配列に融合したGFPタンパク質が葉原基や発生初期の根の細胞においてプラスチドへ輸送されていない事を明らかとした。以上の結果から、CRLタンパク質はプラスチド外包膜に存在し、プラスチドへのタンパク質の輸送に関与しているものと考えられた。研究期間内にCRLタンパク質がプラスチドへのタンパク質輸送に関与する新規な因子である可能性を明らかにできた。プラスチドへのタンパク質輸送がどのようにしてプラスチド分裂や植物細胞の分裂・分化に関与しているのかは今後解明すべき課題である。

Research Products

• [Publications] Tomoya Asano: "A mutation of the CRUMPLED LEAF gene that encodes a protein localized in the outer envelope membrane of plastids affects the pattern of cell division, cell differentiation, and plastid division in Arabidopsis"The Plant Journal. (印刷中). (2004)
• [Publications] Takaaki Ishikawa: "The GLOBULAR ARREST1 gene, which is involved in the biosynthesis of folates, is essential for late embryogenesis in Arabidopsis thaliana"The Plant Journal. 33. 235-244 (2003)