遺伝子タギングによる植物の過敏感細胞死関連遺伝子の単離とその機能解析

植物过敏细胞死亡相关基因的基因标记分离及其功能分析

基本信息

批准号：
12760230
负责人：
石川敦司
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Fukui Prefectural University
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-12760230/
关键词：
遺伝子タギング過敏感細胞死

项目摘要

申請者は今までに、シロイヌナズナのT-DNAタギングラインをスクリーニングし、病原微生物非存在下で細胞死を発現する細胞死突然変異体(lin : lesion initiation mutant)を単離してきている。現在までにlin1変異体とlin2変異体の原因遺伝子を同定した。LIN1遺伝子は葉緑体に存在するChaperonin 60β(CPN60β)を、LIN2遺伝子は葉緑体に存在するcoproporphyrinogenIII oxidase(CPO)を支配していた。CPN60βは葉緑体内でタンパク質のフォールディングに関与していると考えられている。実際、大腸菌で作成したCPN60βは、in vitroにおいてタンパク質のアグリゲーションを阻害したことから、シャペロン活性を持つことが明らかになった。またlin1変異体を高温で処理すると、野生型植物体よりも早く枯死した。これらのことから、lin1変異体においては,葉緑体におけるシャペロニン活性の低下に伴い、異常なタンパク質の蓄積が起こり、これがストレスとなり細胞死の発現を誘導していると予想された。また、CPOは葉緑体内に存在するポルフィリン合成系の酵素である。lin2変異体においては、T-DNAと融合した異常なCPO mRNAが蓄積していたことから、正常なCPOが作られず、葉緑体内にポルフィリン生合成の中間体が蓄積していると考えられた。これら中間体は、光を吸収して活性酸素を発生することから、lin2変異体においては、葉緑体における活性酸素ストレスが細胞死の発現を誘導していると予想された。

迄今为止，申请人已经筛选了拟南芥T-DNA标记系和分离的细胞死亡突变体（lin：病变起始突变体），其在没有病原微生物的情况下表达细胞死亡。迄今为止，我们已经确定了 lin1 和 lin2 突变体的基因。 LIN1 基因控制叶绿体中存在的伴侣蛋白 60β (CPN60β)，LIN2 基因控制叶绿体中存在的粪卟啉原 III 氧化酶 (CPO)。 CPN60β 被认为参与叶绿体内的蛋白质折叠。事实上，大肠杆菌产生的CPN60β在体外抑制蛋白质聚集，表明它具有伴侣活性。此外，当lin1突变体在高温下处理时，它们比野生型植物更早死亡。从这些结果可以预测，在lin1突变体中，由于叶绿体中伴侣蛋白活性降低而发生异常蛋白质积累，从而引起应激并诱导细胞死亡。此外，CPO 是存在于叶绿体内的卟啉合成系统中的一种酶。在lin2突变体中，与T-DNA融合的异常CPO mRNA积累，表明正常的CPO没有产生，并且卟啉生物合成的中间产物在叶绿体中积累。由于这些中间体吸收光并产生活性氧，因此预测叶绿体中的活性氧应激会诱导 lin2 突变体的细胞死亡。