高等植物のトランスゴルジ網におけるタンパク質選別機構の解明

阐明高等植物跨高尔基体网络中的蛋白质分选机制

基本信息

批准号：
18770044
负责人：
植村知博
金额：
$ 2.37万
依托单位：
The University of Tokyo (2007)The Institute of Physical and Chemical Research (2006)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18770044/
关键词：
小胞輸送オルガネラ TGN SNARE シロイヌナズナ

项目摘要

高等植物の"ポストゴルジ・ネットワーク"は、トランスゴルジ網(TGN)・エンドソーム・液胞・細胞膜などのゴルジ体以降のオルガネラ間がメンブレントラフィックによって結ばれた、高度に発達したタンパク質輸送網であり、形態形成や病原菌抵抗性などの高次生命現象において重要な役割を果たしている。TGNは、小胞体からゴルジ体へと輸送されたタンパク質が、液胞・細胞膜等の最終目的地別に選別・輸送される際の分岐点となる重要なオルガネラである。しかし、高等植物においてはTGNの定義すら未だ曖昧であり、動物・酵母においてTGNに局在するSNARE分子のオーソログ、AtTlg2a/Syp41が局在するオルガネラを便宜的にTGNと呼んでいるものの、その構造・機能は全く明らかにされていない。本研究では、高等植物のTGNの構造・機能・動態を解明し、高次生命現象においてTGNがどのような役割を果たしているかについて明らかにすることを目的とする。本年度は、高等植物におけるTGNの機能を明らかにするため、SYP4グループについて変異体の解析を行った。シロイヌナズナには、SYP41に相同性の高いホモログとしてSYP42及びSYP43が存在している(SYP4グループ)。それぞれの単独変異体(syp41,syp42,syp43)及び二重変異体(syp41 syp42,syp41 syp43)では目立った表現型は観察されなかったが、syp42 syp43二重変異体では根の伸長が著しく阻害されていた。このことから、SYP4グループではSYP43が主要に機能しており、TGNが根の伸長において重要な役割を果たしていることが明らかとなった。次に、TGNの動態を明らかにするために、TGNを可視化した形質転換体を作成し、観察を行った。その結果、TGNは主にゴルジ体のトランス側に存在するが、一部はゴルジ体とは独立したオルガネラであることが示唆された。

高等植物的“后高尔基网络”是一个高度发达的蛋白质传输网络，其中高尔基体的细胞器（例如跨高尔基网络（TGN），内体，液泡和细胞膜）通过膜流量连接，并通过膜流量连接，并在高阶生命现象中起着重要作用，例如形式和耐态度。 TGN是一个重要的细胞器，当从内质网向高尔基体运输到高尔基体的蛋白质是由最终目的地（例如液泡和细胞膜）进行分类和运输的。然而，即使是高等植物中TGN的定义仍然是模糊的，尽管有细胞器定位attlg2a/syp41，这是一种在动物和酵母菌中定位于TGN的SNARE分子的直系同源物和酵母，但为方便起见，其结构和功能尚未显示出来。这项研究旨在阐明高等植物中TGN的结构，功能和动力学，并阐明TGN在高级生命现象中所起的作用。在今年，分析了SYP4组的突变体，以阐明TGN在较高植物中的功能。在拟南芥中，SYP42和SYP43与SYP41（SYP4组）同源。在相应的单个突变体（SYP41，SYP42，SYP43）和双突变体（SYP41 SYP42，SYP41 SYP43）中未观察到明显的表型，而在SYP42 SYP42 SYP43双突变体中，根部伸长显着抑制。这表明SYP43主要在SYP4组中起作用，并且TGN在根伸长中起重要作用。接下来，为了阐明TGN的动力学，创建并观察了具有TGN可视化的转化子。结果表明，TGN主要位于高尔基体的跨侧，但其中一些是Organelle，独立于高尔基体。