高温障害に応答する新たなチラコイド膜品質管理システムの解明

阐明响应高温干扰的新型类囊体膜质量控制系统

基本信息

批准号：
21K06221
负责人：
加藤裕介
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Setsunan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06221/
关键词：
葉緑体チラコイド膜タンパク質分解高温ストレス FtsH 熱ストレス

项目摘要

葉緑体のチラコイド膜に局在し、FtsHプロテアーゼはこれまでに損傷した光化学系II反応中心タンパク質D1の分解を担い、膜タンパク質の品質管理を行うことが知られている。高温下でのチラコイド膜タンパク質の品質管理機構及び葉緑体の熱ストレス応答機構については未だ知見が少ない。FtsHは大腸菌の高温感受性変異株から同定されており、植物ミトコンドリアにおいても高温ストレスとの関連が示唆されていることから、葉緑体においても高温ストレスに関与する可能性が考えられ、本研究では高温ストレスに対するFtsHの機能解析を進めている。高温ストレス下でシロイヌナズナ芽生えは、胚軸や葉柄の伸長といった熱誘導性形態形成を示すが、ftsH5変異体(var1-1)ではこれら熱誘導性形態形成の不全が認められた。しかし、ftsH5の別アリルの解析では、ftsH変異体が示す斑入り表現型が増強したものの、熱誘導性形態形成の不全は認められなかったことから、var1-1変異体で生じた他の変異が原因である可能性が考えられた。このため、今年度はvar1-1変異体のゲノム配列のリシーケンスを行った。その結果、var1-1変異体ではFtsH5の変異以外に複数の遺伝子の変異が示唆されたが、これらの中にこれまでに熱ストレスとの関連が示されたものは含まれておらず、引き続き原因遺伝子を探る必要があった。またvar1-1とLerを掛け合わせたF1およびF2系統の表現型の分離比から、この変異が潜性のものであることが明らかとなった。

众所周知，它将定位于叶绿体的类囊体膜，而FTSH蛋白酶负责降解先前损坏的光系统II反应中心蛋白D1，并对膜蛋白进行质量控制。关于类囊体膜蛋白的质量控制机理以及高温下叶绿体的热应力反应机制仍然很少了解。已经从大肠杆菌的高温敏感突变菌株中鉴定出FTSH，并表明它与植物线粒体中的高温应激有关，因此它可能与叶绿体中的高温应激有关，并且在这项研究中，我们正在对FTSH的高温胁迫进行高温应力分析。高温应力下的拟南芥芽具有热诱导的形态发生，例如下尾和叶柄伸长，但是在FTSH5突变体（VAR1-1）中观察到这些热诱导的形态发生不足。然而，对FTSH5的另一个等位基因的分析表明，尽管FTSH突变体所表现出的杂色表型增强了，但没有观察到热诱导的形态发生的不足，但由于VAR1-1突变体中发生的其他突变，因此认为原因是原因。因此，今年我们重新占VAR1-1突变体的基因组序列。结果，VAR1-1突变体提示除了FTSH5突变以外的多个基因中的突变，但是这些突变以前均与热应激相关，因此有必要继续研究该因子基因。此外，F1和F2菌株的表型分离率乘以Var1-1和LER，表明该突变是潜在的。