Mechanisms of inter-organellar lipid transport in plant cells

細胞の構造と機能を維持するには、生体膜を構成する脂質分子を適切な場所に輸送する必要があると考えられるが、植物細胞において脂質輸送を司る分子実体はほとんど明らかになっていない。小胞体で合成されるリン脂質ホスファチジルコリン（PC）は、葉緑体に輸送されたのち葉緑体膜を構成するガラクト脂質の前駆体として利用される。葉緑体が正しく機能するためにはPCの膜間輸送を制御することが重要であると考えられるが、そのメカニズムは未解明である。本研究では、葉緑体の形成と光合成における膜脂質輸送の機能を明らかにするため、PC輸送を媒介している脂質輸送体タンパク質の同定、およびその輸送メカニズムと生理的機能の解明を目指している。脂質輸送タンパク質を新規に同定するために、光親和性官能基であるジアジリン基およびクリック反応官能基であるアルキニル基を脂肪酸部に有するPC誘導体を利用し、PCと相互作用する葉緑体包膜タンパク質を標識・精製する手法を開発した。現在実験のスケールを上げて、さらに純度および収量を向上させることで、質量分析によるタンパク質同定を目指している。また、ゼニゴケにおいて、脂質輸送タンパク質ファミリーであるSTARTドメインタンパク質のホモログMpSTAR2が葉緑体と他のオルガネラ膜とのコンタクトサイトにおいて機能することが細胞内局在解析により示唆された。Mpstar2欠損変異体はリン欠乏時に葉緑体脂質の代謝に異常を示したことから、MpSTAR2は葉緑体への脂質輸送に関与する可能性が考えられた。

細胞の構造と機能を維持するには、生体膜を構成する脂質分子を適切な場所に輸送する必要があると考えられるが、植物細胞において脂質輸送を司る分子実体はほとんど明らかになっていない。小胞体で合成されるリン脂質ホスファチジルコリン（PC）は、葉緑体に輸送されたのち葉緑体膜を構成するガラクト脂質の前駆体として利用される。葉緑体が正しく機能するためにはPCの膜間輸送を制御することが重要であると考えられるが、そのメカニズムは未解明である。本研究では、葉緑体の形成と光合成における膜脂質輸送の機能を明らかにするため、PC輸送を媒介している脂質輸送体タンパク質の同定、およびその輸送メカニズムと生理的機能の解明を目指している。脂質輸送タンパク質を新規に同定するために、光親和性官能基であるジアジリン基およびクリック反応官能基であるアルキニル基を脂肪酸部に有するPC誘導体を利用し、PCと相互作用する葉緑体包膜タンパク質を標識・精製する手法を開発した。現在実験のスケールを上げて、さらに純度および収量を向上させることで、質量分析によるタンパク質同定を目指している。また、ゼニゴケにおいて、脂質輸送タンパク質ファミリーであるSTARTドメインタンパク質のホモログMpSTAR2が葉緑体と他のオルガネラ膜とのコンタクトサイトにおいて機能することが細胞内局在解析により示唆された。Mpstar2欠損変異体はリン欠乏時に葉緑体脂質の代謝に異常を示したことから、MpSTAR2は葉緑体への脂質輸送に関与する可能性が考えられた。