遺伝子タギングによる植物の過敏感細胞死関連遺伝子の単離とその機能解析

植物过敏细胞死亡相关基因的基因标记分离及其功能分析

基本信息

批准号：
12760230
负责人：
石川敦司
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Fukui Prefectural University
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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12760230/
关键词：
遺伝子タギング過敏感細胞死

项目摘要

申請者は今までに、シロイヌナズナのT-DNAタギングラインをスクリーニングし、病原微生物非存在下で細胞死を発現する細胞死突然変異体(lin : lesion initiation mutant)を単離してきている。現在までにlin1変異体とlin2変異体の原因遺伝子を同定した。LIN1遺伝子は葉緑体に存在するChaperonin 60β(CPN60β)を、LIN2遺伝子は葉緑体に存在するcoproporphyrinogenIII oxidase(CPO)を支配していた。CPN60βは葉緑体内でタンパク質のフォールディングに関与していると考えられている。実際、大腸菌で作成したCPN60βは、in vitroにおいてタンパク質のアグリゲーションを阻害したことから、シャペロン活性を持つことが明らかになった。またlin1変異体を高温で処理すると、野生型植物体よりも早く枯死した。これらのことから、lin1変異体においては,葉緑体におけるシャペロニン活性の低下に伴い、異常なタンパク質の蓄積が起こり、これがストレスとなり細胞死の発現を誘導していると予想された。また、CPOは葉緑体内に存在するポルフィリン合成系の酵素である。lin2変異体においては、T-DNAと融合した異常なCPO mRNAが蓄積していたことから、正常なCPOが作られず、葉緑体内にポルフィリン生合成の中間体が蓄積していると考えられた。これら中間体は、光を吸収して活性酸素を発生することから、lin2変異体においては、葉緑体における活性酸素ストレスが細胞死の発現を誘導していると予想された。

迄今为止，申请人已经筛选了拟南芥T-DNA标记线和在没有致病微生物的情况下表达细胞死亡的孤立病变起始突变体（LINS）。迄今为止，已经鉴定出LIN1和LIN2突变体的致病基因。 LIN1基因控制叶绿体中存在的伴侣蛋白60β（CPN60β），而LIN2基因控制叶绿体中存在的副磷酸蛋白原III III氧化酶。 CPN60β被认为与叶绿体内的蛋白质折叠有关。实际上，大肠杆菌中产生的CPN60β在体外抑制了蛋白质聚集，表明其具有伴侣活性。此外，在高温下对LIN1突变体的处理使其比野生型植物更快。从这些发现中可以预测，在LIN1突变体中，异常蛋白的积累随着叶绿体中伴侣蛋白活性的降低而发生，这会导致胁迫并诱导细胞死亡的表达。此外，CPO是叶绿体内存在的卟啉合成系统的酶。在LIN2突变体中，异常的CPO mRNA融合到T-DNA积累，导致正常CPO和中间体积累了氯肾上腺素中卟啉生物合成的中间体。这些中间体吸收光产生活性氧，在LIN2突变体中，据预测，叶绿体中的活性氧应激会诱导细胞死亡的表达。