オルガネラ間の接着制御による植物の代謝ダイナミクスの解明

点击翻译按钮获取中文摘要

細胞小器官（オルガネラ）は、異種オルガネラと膜を介して相互作用し、協調して機能する。本研究では、任意のオルガネラを接着させる新技術の確立を目的として、不可逆的な反応として知られるBimolecular Fluorescence Complementarion（BiFC）反応を利用したオルガネラ接着技術の基盤開発に取り組んだ。BiFC反応は、二分割した蛍光タンパク質の断片（BiFC断片）が元の立体構造を再構築する反応である。接着させたいオルガネラの外膜上でBiFC反応を誘導した場合、オルガネラの接着部位が蛍光によって可視化され離れなくなると予想された。そこで、オルガネラ接着に用いるタグペプチドを選定し、オルガネラ外膜上でBiFC反応を誘導する実験系を立ち上げた。また、オオカナダモやシロイヌナズナなどの植物を材料として、オルガネラ接着技術の検証を行った。当初の計画通り、オオカナダモ細胞を用いた一過的発現系を利用して、葉緑体とペルオキシソームの接着を試みた。末端を細胞質側に向けた状態で葉緑体外包膜とペルオキシソーム膜に局在するタグペプチドを選定し、オルガネラ表面にBiFC断片を局在させるためのコンストラクトを構築した。作成したコンストラクトをオオカナダモの細胞に導入した結果、BiFC反応の誘導によって通常観察されないオルガネラの凝集体が生じ、この凝集体から蛍光が観察された。この結果から、オルガネラ膜上に形成されたBiFC複合体がオルガネラ同士を接着させることが示唆された。