高等植物に見出された新規オルガネラの多面的解析

对高等植物中发现的新型细胞器的多方面分析

基本信息

批准号：
02J01468
负责人：
松島良
金额：
$ 1.28万
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：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

シロイヌナズナに見出されるER bodyは長さ〜10μm、幅〜1μmの細長い形態を示す小胞体由来の構造体である。小胞体局在化シグナルを持つ緑色蛍光タンパク質を発現する形質転換シロイヌナズナ(GFP-h)では、ER bodyが可視化される。ER bodyの誘導・形成機構を分子レベルで解析するために変異処理を行ったGFP-h植物体を蛍光顕微鏡で観察することによって、ER bodyの形成・形態に異常を示す突然変異体のスクリーニングを行った。その結果、幼植物体の子葉、胚軸、根においてER bodyがほとんど検出されないnai1変異体を単離することに成功した。ER bodyの形成に関与するnai1変異の原因遺伝子(NAI1遺伝子)を同定するために、マップベーストクローニングを行った。その結果、nai1変異体ではbasic-helix-loop-helix (bHLH) domainを有するタンパク質をコードする遺伝子に塩基置換が起きていることを見出した。nail変異体におけるこの遺伝子の発現解析およびこの遺伝子にT-DNAが挿入された変異体の解析から、この遺伝子がNAI1遺伝子であると結論した。bHLH domainを有するタンパク質の多くは転写制御因子であり、NAI1タンパク質もER bodyに関わる遺伝子の転写制御を行っている可能性が考えられた。GFP-1植物体とnai1変異体のタンパク質組成を二次元電気泳動法により比較解析したところ、nai1変異体において蓄積量が下がっているタンパク質を複数個同定した。同定されたタンパク質をコードする遺伝子の転写制御を、NAI1タンパク質が行っていると考えている。

在拟南芥中发现的ER体是一种源自内质网的结构，显示出长度10μm的伸长形态，宽度为1μm。在转化的拟南芥（GFP-H）中可视化ER体，该拟南芥（GFP-H）表达带有内质网定位信号的绿色荧光蛋白。为了分析ER身体诱导和在分子水平的形成的机制，我们通过观察荧光显微镜下的突变处理来筛选突变体在ER体内形成和形态的异常。结果，我们成功地分离了NAI1突变体，该突变体在子叶，低囊酰基和植物幼苗根中几乎没有ER。进行基于MAP的克隆以识别负责ER体（NAI1基因）的NAI1突变的基因。结果，发现碱性取代发生在编码携带碱性螺旋环螺旋（BHLH）结构域的蛋白质的基因中的NAI1突变体中。从对指甲突变体中该基因的表达的分析以及将T-DNA插入该基因的突变体的分析，可以得出结论，该基因是NAI1基因。带有BHLH结构域的许多蛋白质是转录调节剂，人们认为NAI1蛋白还调节了与ER体内有关的基因的转录控制。通过二维电泳对GFP-1植物和NAI1突变体的蛋白质组成的比较分析表明，多种蛋白质在NAI1突变体中积累降低。据认为，NAI1蛋白控制编码已鉴定蛋白的基因的转录。