2015 Fiscal Year Annual Research Report
選択的オートファジーによる葉緑体のリサイクルと品質管理の分子基盤
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15H04626
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
石田 宏幸 東北大学, 農学研究科, 准教授 (60312625)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
牧野 周 東北大学, 農学研究科, 教授 (70181617)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | オートファジー / 葉緑体 / オルガネラ / 栄養リサイクル / 老化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
葉緑体オートファジーには、栄養・エネルギーリサイクルとしてのRCB経路、老化後期に起こるオルガネラクリアランスとしてのクロロファジー、およびオルガネラ品質管理としての傷害を受けた葉緑体の選択的除去を担うクロロファジー、の主に３つの局面がある。本研究では、これらの葉緑体オートファジーにおける基質選択性を規定する新規遺伝子座について、酵母ツーハイブリッド法による相互作用因子のスクリーニングと、蛍光イメージングに基づくRCB経路が抑制される変異体のスクリーニング（正遺伝学）とを併用することで網羅的に同定する。さらに、同定した遺伝子の欠損変異体の表現型を様々な環境条件下で解析し、葉緑体の選択的オートファジーの破綻が植物の成長や環境応答性、ストレス耐性に与えるインパクトについて解析する。本年度の研究実績は以下の通りである。
1. 葉緑体オートファジーにおけるATI1/2, ATG11, NBR1ホモログの役割の解析－各遺伝子の欠損変異体を単離することに成功した。また単離した変異体に葉緑体の蛍光マーカーを交配導入した。
2. 酵母ツーハイブリッド（Y2H）スクリーニングによるオートファジーレセプターの探索－ベイト遺伝子となるATG11およびATG8についてクローニングを行った。Y2Hのシステムとしては、スプリットユビキチン法について検討した。
3. 新規RCB抑制変異体のスクリーニング－糖欠乏条件下でRCBの形成が抑制される変異体、また光照射下でのRCB形成の抑制が解除される変異体をスクリーニングする方法について検証した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
葉緑体のオートファジーレセプターやアダプター因子の候補であるATI, ATG11, およびNBR1についてそれら遺伝子の欠損変異体を単離することができた。これらの植物材料は、各遺伝子の機能を調べるうえで有効であり、次年度以降の研究の進展が期待される。
また酵母ツーハイブリッド（Y2H）スクリーニング や新規RCB抑制変異体のスクリーニングの方法についても概ね計画通りに進めており、手ごたえを感じている。
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| Strategy for Future Research Activity |
ATI, ATG11, およびNBR1の欠損変異体における葉緑体オートファジーの進行について、最優先で解析を進める。葉緑体オートファジーの可視化に必要な蛍光マーカーの導入についても今年度でほぼ終了しており、次年度からはすぐにRCB経路やクロロファジーの定量解析に着手できると考えている。酵母ツーハイブリッド（Y2H）スクリーニングについては、特にATG11の葉緑体オートファジーの役割の解析結果を鑑みながら進めていく予定である。
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Research Products
(3 results)
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[Presentation] Chloroplast autophagy as an adaptive response to sugar starvation in Arabidopsis2016
Author(s)
Hirota, T., Izumi, M., Wada, S., Makino, A., Ishida, H.
Organizer
Gordon Research Conference ‘Mitochondria and Chloroplasts’
Place of Presentation
Mt Snow Hotel, バーモント、USA
Year and Date
2016-06-19 – 2016-06-24
Int'l Joint Research
