葉緑体光定位運動における青色光情報伝達系と運動のメカニズムとの関連の解明

点击翻译按钮获取中文摘要

chup1では葉緑体が細胞の下層に凝集し、光強度依存的な葉緑体の運動は起こらない。葉緑体以外の細胞内小器官である核、ミトコンドリア、ペルオキシソームに関しては野生株と比較して局在、運動様式とも違いは見られなかった。また通常の培養条件下での生存は野生株と同様であったが強光下での生育は著しく阻害され、緑葉が白化現象を起こし光合成能が低下することが解った。本研究者はCHUP1の機能解析を行った。CHUP1はデータベースから予測される機能ドメインとしてF-アクチン結合部位とブロリンに高さ領域と2つのロイシンジッパー構造を持つ。またN末側には著しく疎水性の領域が存在する。組織間での発現を調べた結果CHUP1は根以外の組織、葉緑体の存在する細胞で発現していることが解った。そこで細胞内局在を調べるためにGFPとの融合タンパク質を何種類か構築して解析を行った。その結果CHUP1のN末の疎水領域は葉緑体外膜に局在することが解った。次にCHUP1のF-アクチン結合部位が実際にF-アクチンと結合することを共沈実験を行い生化学的に証明した。chup1では細胞内の葉緑体は下層に凝集して沈み込んでいるが細胞内のアクチン組織を阻害剤で破壊すると同様の現象が見られる(Kandasamy and Meugher,1999)。しかしchup1の葉内細胞内のF-アクチンの分布や配向は野生株同様に保持されていた。故にchup1の変異形質はF-アクチンの分布や配向異常が原因ではない。CHUP1はF-アクチンと結合でき、その構造からもアクチン繊維の重合を制御する可能性がある。N末端には葉緑体外膜への移行シグナルを持つことからその局在は葉緑体上であると推測された。これらのことからCHUP1は葉緑体上でF-アクチンを重合させ細胞内での葉緑体の局在を制御する機能をもつと推測できる。以上の研究成果をThe Plant Cell.Vol.15,1-12,December2003に掲載した。