植物液胞におけるタンパク質分解の解析-オートファジーのアッセイ系の開発

植物液泡中蛋白质降解分析-自噬检测系统的开发

基本信息

批准号：
12740447
负责人：
野田健司
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Okazaki National Research Institutes
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12740447/
关键词：
オートファジー液胞シロイヌナズナタンパク質分解

项目摘要

植物細胞を動物細胞から区別している特徴の一つは、その巨大な中心液胞の存在である。多面的なその役割の中で、分解機能の解析は殆ど進行していなかった。オートファジーは、細胞内タンパク質を液胞に送り込み、分解する現象であり、液胞分解機構の中心的な役割を担っていると目されている。本研究は、オートファジーが植物体において果たす役割を解明することを目的として開始した。酵母APG遺伝子は酵母のオートファジーに必須な遺伝子であり、その多くのホモログがシロイヌナズナにも基本的に保存されていた。タグ挿入ラインをスクリーニングし、それらホモログの中の一つAtApg9の破壊株を得た。AtApg9破壊株では、そのApApg9mRNA、タンパク質が全く発現していなかった。Atapg9-1変異株は、栄養飢餓にさらすと野性型より早期に枯死を始めた。次に、シロイヌナズナ色素体に、液胞プロテアーゼ依存的にプロセシングされるマーカータンパク質を発現させた。AtApg9破壊株では野性型株に比べて、先にプロセスされたフォームが現れた。これらのことから、栄養飢餓に伴う枯死に前後して葉緑体の分解がおこり、オートファジーがこの飢餓に対する耐性維持に重要な働きをしていることが判明した。この結果は、植物体の個体レベルで液胞分解の重要性を示したものである。

区分植物细胞和动物细胞的特征之一是存在大的中央液泡。尽管它具有多方面的作用，但在分析其分解函数方面却进展甚微。自噬是细胞内蛋白质被递送至液泡并降解的现象，并且被认为在液泡分解机制中发挥核心作用。这项研究的目的是阐明自噬在植物中发挥的作用。酵母APG基因是酵母自噬必需的基因，其许多同源物在拟南芥中基本保守。我们筛选了插入标签的品系并获得了 AtApg9 的破坏菌株，AtApg9 是这些同源物之一。在 AtApg9 破坏的菌株中，ApApg9 mRNA 和蛋白质根本不表达。当暴露于营养饥饿时，Atapg9-1 突变体比野生型更早开始死亡。接下来，我们表达了一种标记蛋白，该标记蛋白在拟南芥质体中以液泡蛋白酶依赖性方式加工。在 AtApg9 破坏的菌株中，加工形式比野生型菌株出现得更早。这些发现表明，由于营养饥饿，叶绿体在死亡前后发生分解，而自噬在维持对饥饿的抵抗力方面发挥着重要作用。这一结果证明了液泡分解在个体植物水平上的重要性。