液胞の分化からみた植物器官形成

从液泡分化角度看植物器官的形成

基本信息

批准号：
08262220
负责人：
西村いくこ
金额：
$ 1.66万
依托单位：
Okazaki National Research Institutes
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

高等植物の分化の柔軟性は細胞やオルガネラの分化転換能力に起因していると考えられる.中でも形態的にも機能的にも大きく変動する液胞に着目して,植物の器官の可変性を細胞内のオルガネラの可変性としてとらえて器官代謝機能の転換について理解を深めようとしている.高等植物の液胞は,タンパク質蓄積型の液胞(Protein-Storage Vacuoles)と分解型の液胞(Lytic Vacuoles)に分けられているが,種子の子葉細胞の液胞を登熟期から発芽・成長・老化期と形態的に追っていくと,2種類の液胞が互いに連続的に変換する可能性が示唆される.この変換時にはAutophagic engulfmentが形態観察から窺えるが,この機構をさらに明らかにするために,液胞膜タンパク質(α-TIP,γ-TIP,PPase,ATPase)の抗体を用いた免疫電顕を行った.その結果,発芽カボチャ子葉において,タンパク質蓄積型液胞から分解型液胞への変換期の液胞内部にH^+-PPaseを持った膜成分が頻繁に検出され,Autophagic engulfmentが起こっていることが示唆された.また,登熟期のカボチャ子葉でもタンパク質蓄積型液胞による細胞質や分解型液胞の取り込みが観察された.このように植物細胞が大きく変動するとき,あるいは死に向かうときには不要になった細胞内成分の積極的な分解が必須となるが,この際の速やかな分解には,液胞内の分解系が機能していると考えられる.本年度は,タンパク質蓄積型液胞と分解型液胞のそれぞれに特異的な液胞プロセシング酵素が存在し,機能分担している可能性を解明した.即ち,タンパク質蓄積型液胞の液胞プロセシング酵素は蓄積されるべきタンパク質の成熟化に関与し,一方分解型液胞で働く酵素は分解装置の活性発現に関与していることが示唆された.

高等植物分化的灵活性被认为是由于细胞和细胞器的转分化能力。特别是，我们关注形态和功能差异很大的液泡，以研究植物器官的变异性。通过了解细胞内细胞器的变异性来加深我们对器官代谢功能转化的理解高等植物中的液泡分为蛋白质储存液泡和裂解液泡。然而，如果我们跟踪种子子叶细胞中液泡从成熟阶段到发芽、生长和衰老阶段的形态，则表明两种类型的液泡可能在过程中不断相互转化。这种转化是自噬从形态学观察中可以看出吞噬现象，但为了进一步阐明这种机制，我们使用针对萌发的南瓜子叶中含有 H 的膜成分的液泡膜蛋白（α-TIP、γ-TIP、PPase 和 ATPase）的抗体进行了免疫电子显微镜观察。在蛋白质积累型液泡向分解型液泡的转变过程中，液泡内频繁检测到^+-PPase，表明自噬作用此外，在成熟期的南瓜子叶中，观察到蛋白质积累液泡对细胞质和降解液泡的摄取。当植物细胞经历这种较大的波动时，或者当细胞走向死亡时，细胞内物质的活跃分解不再需要的成分是必需的，但此时为了快速分解，液泡内的分解系统是必需的。今年，我们阐明了蛋白质积累型液泡和降解型液泡存在特定的液泡加工酶的可能性，并且它们的功能是共享的，液泡中的液泡加工酶参与了蛋白质的成熟。被积累，而在降解液泡中工作的酶参与分解装置活性的表达。