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オルガネラ獲得と新規膜交通経路の開拓

细胞器的获取和新膜交通路线的开发

基本信息

批准号：
17H07333
负责人：
金澤建彦
金额：
$ 1.75万
依托单位：
National Institute for Basic Biology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-08-25 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17H07333/
关键词：
オルガネラ膜交通分泌経路ゼニゴケ油体植物細胞生理学

项目摘要

真核細胞に存在する単膜系オルガネラは、物質輸送機構「膜交通」により、タンパク質や脂質が正確に輸送・局在化される。新規オルガネラ獲得に伴い、輸送経路の開拓があったと考えられるが、その進化過程に膜交通がどのように関与したかについての知見は乏しい。本研究課題では、陸上植物の系統特異的オルガネラ獲得とその進化的プロセスに膜交通がどのように関与したかを明らかにすることを目指し、苔類特異的なオルガネラである油体を新規獲得オルガネラのモデルとして、ゼニゴケの油体発生と膜交通の関与、植物の系統特異的オルガネラ獲得の共通モジュールの解明を目指している。SYP1メンバーは、動物のSyntaxin-1のホモログであり、植物の細胞膜に局在するSNARE分子の一つであり、これ自身も分泌経路の積荷として細胞膜まで輸送される。ゼニゴケの４つのSYP1メンバーのうち、MpSYP12Bは油体細胞特異的に発現し、油体膜に局在する。今年度は、分泌経路を細胞内の構造体である油体へ輸送方向を転換させる分子の同定を目的とし、油体発生のマスター転写因子の変異体を用いたRNA-Seq解析および複数の輸送経路の可視化を行った。その結果、油体発生のマスター転写因子の下流に存在する二次代謝産物関連酵素、細胞膜局在型の膜輸送体の遺伝子群に加え、複数の機能未知の分泌タンパク遺伝子群を同定した。また、この転写発現制御下においても、液胞輸送経路を含めた他のオルガネラへの輸送は影響を受けず、分泌経路のみが一過的に輸送方向転換していることを明らかにした。これらの結果および細胞板や樹枝状体などの植物の系統特異的な細胞内構造体への輸送に関する知見から、分泌方向を転写発現を伴って細胞内方向へと一過的方向転換させることが陸上植物の新規オルガネラ獲得機構のストラテジーの1つであることが示唆された。

Eukaryotic organisms exist in a single membrane system, a substance transport mechanism, membrane traffic, and a proper transport mechanism for lipids. The new regulations are related to the development of transportation routes, the development of transportation routes, and the evolution of membrane transportation. This research topic is to obtain the systems-specific development of terrestrial plants and their evolution, and the relationship between membrane traffic and light, and to obtain the new regulation of oil production and membrane traffic, and the common understanding of plant systems-specific development. SYP1 is a protein that can be expressed in the cell membrane of a plant, and can be expressed in the cell membrane of a plant. 4. SYP1, MpSYP12B and oil cell-specific development, oil membrane development This year, the structure of the secretory pathway changes the direction of molecular identification, and the heterogeneous pathway of oil production is visualized. The results showed that the presence of secondary metabolism-related enzymes in the downstream of oil production factors, the addition of membrane transporters in cell membranes, and the presence of multiple secretion factors with unknown functions were also determined. The transmission direction of the secretion channel is changed. These results provide insights into the transport of system-specific intracellular structures in plants such as cell plates and dendrites. The development of secretion direction is accompanied by the reversal of intracellular direction and one-off direction. This is a result of the first report on the website of the New Regulation and Regulation Authority for Land-based Plants.