葉緑体脱アンカー反応における植物ビリンの役割

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光合成を担うオルガネラである葉緑体は、異なる光条件下で細胞内の異なる場所に定位し、光合成の最適化に寄与する。その際、葉緑体は表層細胞質において積極的にアンカーされると予想される。我々は、ホウレンソウ葉肉細胞から細胞膜の細胞質側を露出させた細胞膜ゴーストを調製し、葉緑体のアンカー機構について解析している。昨年度までに、細胞膜ゴーストにおける葉緑体アンカーがアクチン繊維に依存すること、1μM以上のCa^<2+>処理により、アクチン繊維の切断もしくは脱重合および葉緑体の脱離が誘導されること、Ca^<2+>処理の効果はカルモデュリン拮抗剤により打ち消されることなどを明らかにした。Ca^<2+>感受性アクチン結合蛋白質であるビリンに注目し、テッポウユリで同定された植物ビリンP-115-ABPおよびP-135-ABPに対する抗体が、ホウレンソウ緑葉において、それぞれ120kDa、135kDa、のポリペプチドを認識すること、これらのポリペプチドがCa^<2+>感受性のG-アクチン結合能を持つこと、ホウレンソウ葉肉細胞において、120-kDaポリペプチドは葉緑体のごく近傍にドット状に局在し、135-kDaポリペプチドは葉緑体周辺のアクチン繊維と共局在していることを示した。細胞膜ゴーストをP-115-ABPおよびP-135-ABPに対する抗体で処理すると、アクチンの構築が乱れ、葉緑体の脱離が誘導された。P-115-ABPの場合、葉緑体近傍のアクチン繊維が消失し、P-135-ABPの場合、表層細胞質のアクチン繊維が消失する傾向があった。以上より、局在の異なるビリン様蛋白質が、それぞれ独立の仕組みで葉緑体アンカーに関与する可能性が示唆された。光によって誘導される葉緑体運動におけるビリン様蛋白質の動態を解析するため、それぞれの遺伝子を蛍光蛋白質遺伝子につないだプラスミドを構築した。タバコ培養細胞由来のビリン様蛋白質遺伝子について、パーティクルガンによる導入後、ホウレンソウ葉細胞中で発現することを確認した。