植物の環境適応と細胞死における液胞機能発現のダイナミクス

植物环境适应和细胞死亡过程中液泡功能表达的动态

• 批准号: 00J02213
• 负责人: 山田 健志
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-00J02213/
• 关键词: 液胞; プロセシング酵素; シロイヌナズナ; 老化; 貯蔵タンパク質; 種子; 細胞死; エンドサイトーシス

液胞プロセシング酵素(VPE ; Vacuolar Processing Enzyme)は液胞に蓄積する数多くの液胞タンパク質の成熟化に関わる酵素である。昨年度までの研究で,シロイヌナズナにおける種子貯蔵タンパク質の成熟化にはαVPE,βVPE,γVPE三つのVPEが協調して働いていること等,VPEの役割を明らかにした。本年度はさらに,液胞の機能変換を明らかにする目的で以下の研究を行い,新しい知見を得た。1.ショ糖飢餓による液胞への輸送経路の変換 タバコ培養細胞(BY-2)はショ糖飢餓により液胞のプロァアーゼ活性が上昇し,細胞内のオルガネラの数が減少する。そこで,ショ糖飢餓下,プロテアーゼ阻害剤存在下でのBY-2の形態的な変化を観察した。その結果,ショ糖飢餓下で,パパインタイプのプロテアーゼ阻害剤であるE64dを処理した場合には,細胞内に酸性の小胞が蓄積した。蛍光色素であるFM4-64はエンドサイトーシスで細胞内に取り込まれ,液胞まで運ばれる、ショ糖飢餓下,E64d処理下でみられる酸性小胞は、FM4-64で標識された。このことから,この酸性小胞は後期エンドソームであることが示唆された。また,ショ糖存在下ではE64d処理による小胞の蓄積は見られず,蛍光色素は液胞に到達した。このことより,BY-2においてショ糖飢餓下でのエンドサイトーシスにはパパインホモログが関与していることが示唆された。2.種皮特異的に発現するδVPEの解析 シロイヌナズナのゲノムには,新しいVPEのホモログ(δVPE)が存在することがわかった。そこでこの新しいVPEの解析をタンパク質レベルで行った。ΔVPEに対する抗体を作成し,組織における発現を調べたところ,胚発生初期の種皮に特異的に発現していることが明らかとなった。種皮は,種子の発育とともに細胞死を起こすことが知られている。このことから,δVPEは種皮の細胞死に伴うタンパク質の分解に関与していると考えられた。

VPE (Vacuum Processing Enzyme) is an enzyme involved in the maturation of cytoplasm. In the last year's research, the seed storage and quality ripening of αVPE,βVPE and γVPE are coordinated, and the VPE service is clearly defined. This year, the following research was conducted to clarify the changes in cell function, and new knowledge was obtained. 1. Changes in the transport pathway of cytosol under sugar starvation in cultured cells (BY-2). Changes in cytosol activity under sugar starvation in cultured cells increased, and the number of intracellular cytosol production decreased. Under the condition of sugar starvation, the morphological changes of BY-2 were observed in the presence of inhibitors. As a result, when sugar is starved, acid accumulates in the cells. The fluorescent pigment FM4 - 64 was found in intracellular cells under E64d treatment, and the cytosol was found to be transported under E64d treatment. The acid cells are in the late stages of development. In the presence of E64d, the accumulation of vesicles was observed, and the light pigment was found in vesicles. By the way, by the way. 2. The analysis of δVPE in the development of pearl coating is necessary, and the new δVPE exists. The analysis of VPE in this paper is based on the analysis of VPE in this paper.ΔVPE antibody production, tissue development, early development of pearl specific development, early development The seed is grown and the cell is dead. This is the first time that a cell has been destroyed by VPE.

项目成果

山田健志: "液胞の多様性を支えるプロセシング機構"細胞工学別冊・植物細胞工学シリーズ. 17. 196-200 (2002)

Kenji Yamada：“支持液泡多样性的处理机制”细胞工程特刊/植物细胞工程系列 17. 196-200 (2002)。