高等植物のタンパク質の旅路とその運命?細胞内小胞輸送ネットワークから考える?

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タンパク質は、小胞体で合成された後、細胞内小胞輸送経路に従って、目的地まで運ばれて初めて正しく機能することができる。高等植物細胞においては、細胞内小胞輸送経路は高度に発達いることが知られているが、小胞輸送経路の詳細に関しては、その多くが不明である。我々は、高等植物の小胞輸送経路を分子レベルで解明することを目的として、輸送小胞が標的膜と融合するときに働くSNARE分子に注目して研究を進めている。現在までに、シロイヌナズナのゲノム中に存在するSNAREをコードする遺伝子の転写産物全て(54種類)をRT-PCR法にてクローニングすることに成功した。その後、それらのGFP融合タンパク質あるいはYFP, RFP融合タンパク質を発現するベクターを構築し、それらをシロイヌナズナ培養細胞に、一過的に発現させることにより、細胞内における局在を全て明らかにした。今回、特に、ポストゴルジ網(TGN, early endosome, late endosome, vacuole)に存在するSNARE分子の全容が明らかになった。それによると植物のTGNは動物、酵母などとは違い、ゴルジ体と離れて存在すること、TGNに存在するSNARE、AtVTI11とAtVTI13は、それぞれ細胞膜、液胞膜にも存在し、ゴルジ体以降の輸送経路がTGNで分岐しているらしいこと。Late endosomeと液胞膜には同じSNAREが存在するが、early endosomeには違った種類(Vamp727)が存在することなどがわかった。また、early endosome, late endosomeに存在するRabタンパク質Ara7,Ara6との局在をリアルタイムで観察し、同時に比較することにより、early endosomeが連続的に成熟することによりlate endosomeへと変化することを明らかにした。