植物組織の形態形成における小胞輸送のダイナミクスと機能に関する研究

植物组织形态发生中囊泡运输的动力学和功能研究

基本信息

批准号：
12740459
负责人：
齊藤知恵子
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

高等植物の液胞の動態を生きたまま観察するために、液胞の水チャネルγ-TIPとGFPとの融合タンパク質を発現する形質転換シロイヌナズナを用い、共焦点レーザー顕微鏡で観察した。しばしば液胞内に強い蛍光を発する球状やチューブ状の構造が形成されているのを見出した。この構造("bulb")は、直径が1-3μmで、外側の液胞膜と連続していた。非形質転換体でもbulbが存在することを確かめるために、野生型の子葉を金属圧着型の急速凍結で固定して透過電子顕微鏡観察した。その結果、bulbはやはり存在しており、人工産物でないことが示された。連続切片像からの立体構築により、bulbは2枚の液胞膜に挟まれた細胞質が、液胞内に陥入するような複雑な構造であることが解った。一方、他の液胞マーカー、AtRab75とGFPとの融合タンパク質を発現させても、bulb様の構造は全く観察されなかった。しかし電子顕微鏡観察するとbulbは存在していた。つまり、構造は存在するが、GFP-AtRab75分子はそこから排除されていることを示す。また、γ-TIP-GFPにより可視化されたbulbにおいて、GFPマーカーの蛍光強度を測定したところ、外側の液胞膜に対して約3倍の強さであることがわかった。このことは、bulbの領域でγ-TIP-GFP分子が濃縮されていることを示す。以上の結果から、新たに見出された液胞膜上の構造bulbは、連続した液胞膜の一部で複雑な立体構造を取り、特定のタンパク質が選別されているサブ領域であることを提唱した。

为了观察较高植物中液泡的动力学，通过共聚焦激光显微镜观察到液泡水通道γ-TIP和GFP之间表达融合蛋白的拟南芥。已经发现，发射强荧光的球形或管状结构通常在液泡中形成。该结构（“灯泡”）的直径为1-3μm，并且与外液泡膜连续。为了确认存在于非转化剂中的灯泡，野生型子叶是通过金属胶囊快速冷冻固定的，并在透射电子显微镜下观察到。结果表明，灯泡也存在，而不是人造产品。连续截面图像的三维结构显示，灯泡具有复杂的结构，其中两个液泡膜之间的细胞质夹在液泡中。另一方面，当另一个液泡标记物Atrab75表示为带有GFP的融合蛋白时，未观察到灯泡样结构。但是，当使用电子显微镜观察时，存在灯泡。这意味着尽管结构存在，但GFP-ATRAB75分子被排除在其中。此外，当在通过γ-TIP-GFP可视化的灯泡中测量GFP标记的荧光强度时，发现它比外液泡膜强三倍。这表明γ-TIP-GFP分子集中在鳞茎区域。从上面的结果中，我们提出，液泡膜上新发现的结构灯泡在连续液泡膜的一部分中具有复杂的三维结构，并且是选择特定蛋白质的子区域。