シロイヌナズナにおける葉緑体光定位運動の解明

拟南芥叶绿体光定向运动的阐明

基本信息

批准号：
01J02381
负责人：
末次憲之
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Tokyo Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

葉緑体は細胞内で弱い光に対して集まり(集合反応)、強い光から逃避する(逃避反応)。私達の研究室では、近年シロイヌナズナを用いた分子遺伝学的解析から、光屈性や気孔の開口をも制御する2つのフォトトロピン(phot1,phot2)が葉緑体光位運動の青色光受容体として機能することを明らかにした。しかしながらこれら光受容体の下流の情報伝達系、そして葉緑体の運動系に関しては分子レベルで全く明らかにされていなかった。そこで私はシロイヌナズナにおける集合反応の変異体のスクリーニング法として"グリーンバンドアッセイ"を開発した。この方法により2種類の突然変異体jac1(J-domain protein for chloroplas+ accumulation responsel)とKac1(kinasin-like protein for chloroplast accumulation responsel)を単離した。jac1変異体は集合反応を完全に欠損しているが、kac1変異体は弱いながら集合反応を保持していた。再変異体で逃避反応は正常であった。野生型では暗黒下で葉緑体が細胞の底に沈む反応を示すがjac1変異体だけでなくphot2変異体もまたこの反応を欠損していた。ポジショナルクローニングにより、JAC1遺伝子は分子シャペロンタンパク質にみられるJ-ドメインを持つタンパク質をコードし、KAC1遺伝子は微小管モーターとして知られるキネシン様のタンパク質をコードすることが推定された。JAC1のmRNAとタンパク質は光によってまたはフォトトロピンの欠損によっても量の変化は見られなかった。現在はJAC1KAC1の抗体を用いてタンパク質のウェスタンブロッティングによる解析と、GFP-融合遺伝子を導入した形質転換体の観察により、両タンパク質の細胞内局在の解析を主に行っている。

Chloplasts针对弱光（聚集反应）聚集在细胞中，并脱离强光（聚集反应）。在我们的实验室中，近年来使用拟南芥使用拟南芥的分子遗传分析表明，两个光蛋白（Phot1，Phot2）也调节了光子蛋白和气孔开口，作为叶绿体光化运动的蓝色光感受器。但是，在分子水平上揭示了这些光感受器下游的信息传输系统和叶绿体的运动系统。因此，我开发了“绿色带分析”作为拟南芥组装反应中突变体的一种筛选方法。通过这种方法分离了两个突变体JAC1（用于叶绿体+积累反应的J-域蛋白）和KAC1（用于叶绿体积累反应的Kinasin样蛋白）。 JAC1突变体在组装响应中完全不足，而KAC1突变体仍保留了组装响应，尽管较弱。在逃生响应中，犯罪现象是正常的。在野生型中，叶绿体在黑暗中沉入细胞的底部，不仅是JAC1突变体，而且光2突变体在这种反应中都缺乏。位置克隆预测JAC1基因编码具有分子伴侣蛋白中J-域的蛋白质，并且KAC1基因编码一种驱动蛋白样蛋白，称为微管运动。通过光或光质缺乏观察到JAC1 mRNA和蛋白质的量变化。目前，我们主要通过使用蛋白质印迹的JAC1KAC1抗体分析蛋白质来分析两种蛋白质的亚细胞定位，并通过观察GFP融合基因引入的转化体。