植物細胞の分泌経路において形成されるタンパク質凝集体の液胞移行による分解機構

本研究では、植物細胞における異常タンパク質の分解機構を理解することを目的としている。既に昨年までの解析から、我々がモデルタンパク質としで用いている、小胞体局在を示すチトクロームb5と赤色蛍光タンパク質(DsRed)との融合タンパク質は、これを発現させたタバコ培養細胞By-2株内で凝集体を形成すること、この凝集体は細胞を飢餓状態にさらすと分解されることを見出していた。また、この分解がオートファジーによることを示唆する可能性も見出していた。そこで本年度は昨年に引き続きこの解析を続けるとともに、植物細胞でのオートファジ-に関して、他の視点からの解析も行った。また、この凝集体形成に、DsRedの4量体を形成するという性質が関わるかについて検討を行った。その結果、単量体DsRedとチトクロームb5との融合タンパク質は、小胞体への分布を示し、凝集体を形成しなかったため、この4量体を形成するという性質が凝集体形成に関わることが明らかになった。そこで、4量体型と単量体の各々の融合タンパク質を発現しているタバコ細胞中での遺伝子発現について網羅的な解析を行い、凝集体形成に関連する遺伝子の推定を行ったところ、エチレンのシグナリング系と、オートファジー関連遺伝子等複数の遺伝子群が凝集体形成株で高い発現を示していることを見出した。この洗い出しにより見出したタンパク質リン酸化酵素がオートファジ-に関係するかの検討を行っている。また、凝集体形成が植物のどのような細胞で起るかについて、形質転換シロイヌナズナを作成して検討したところ、凝集体形成は細胞の分化に関わらず起こりえることを見出した。

本研究では、植物細胞における異常タンパク質の分解機構を理解することを目的としている。既に昨年までの解析から、我々がモデルタンパク質としで用いている、小胞体局在を示すチトクロームb5と赤色蛍光タンパク質(DsRed)との融合タンパク質は、これを発現させたタバコ培養細胞By-2株内で凝集体を形成すること、この凝集体は細胞を飢餓状態にさらすと分解されることを見出していた。また、この分解がオートファジーによることを示唆する可能性も見出していた。そこで本年度は昨年に引き続きこの解析を続けるとともに、植物細胞でのオートファジ-に関して、他の視点からの解析も行った。また、この凝集体形成に、DsRedの4量体を形成するという性質が関わるかについて検討を行った。その結果、単量体DsRedとチトクロームb5との融合タンパク質は、小胞体への分布を示し、凝集体を形成しなかったため、この4量体を形成するという性質が凝集体形成に関わることが明らかになった。そこで、4量体型と単量体の各々の融合タンパク質を発現しているタバコ細胞中での遺伝子発現について網羅的な解析を行い、凝集体形成に関連する遺伝子の推定を行ったところ、エチレンのシグナリング系と、オートファジー関連遺伝子等複数の遺伝子群が凝集体形成株で高い発現を示していることを見出した。この洗い出しにより見出したタンパク質リン酸化酵素がオートファジ-に関係するかの検討を行っている。また、凝集体形成が植物のどのような細胞で起るかについて、形質転換シロイヌナズナを作成して検討したところ、凝集体形成は細胞の分化に関わらず起こりえることを見出した。