老化に特異な新規構造体Rubisco-containing bodyの特性解析

含 Rubisco 体的表征，这是一种独特的衰老结构

• 批准号: 17051002
• 负责人: 前 忠彦
• 金额: $ 3.84万
• 依托单位: Tohoku University
• 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: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17051002/
• 关键词: シロイヌナズナ; Rubisco; Rubisco-containing body; 老化; オートファジー

葉緑体ストロマにターゲットされるGFPやDsRedを発現するシロイヌナズナ(CT-GFP,CT-DsRed)の緑葉を用いて、RCBの生細胞における可視化法について検討した。葉を個体から切離後、コンカナマイシンAあるいはE-64dを浸透させインキュベートすると、処理後10時間あたりからGFP蛍光をもつ小胞が液胞内に蓄積した。またCT-DsRedでも同様の結果が得られた。これらの小胞は直径が1μm前後でクロロフィルの自家蛍光を持たないなど、電顕におけるRCB像とよく似た特徴を有していた。抗GFP抗体及び抗RbcL (Rubisco-lATGe subunit)抗体を用いた二重免疫電顕による解析の結果、GFP小胞がRCBであることが確認された。このRCBの生細胞における可視化法を用いて、RCBの蓄積とオートファジー機構との関連性について調べた。その結果、オートファジーに必須の遺伝子ATGの欠損変異体(atg5-1)では、RCBの蓄積は全く見られないことがわかった。その代わりに、atg5-1では飢餓条件下でのインキュベート後、葉肉細胞において葉緑体から突出する管状の構造体、ストロミュールが出現していた。次にCT-DsRedとautophagosomeやautophagic bodyのマーカーであるGFP-ATG8aを共発現する形質転換体を用いて蛍光2重染色による解析を行った。阻害剤の存在下でインキュベートした葉では、CT-DsRedが葉緑体に加えて、液胞に存在するGFP-ATG8aで可視化された小胞、すなわちautophagic bodyにも局在することがわかった。またGFP-ATG8は稀に観察される短い球状のストロミュールにも局在していた。これらの結果から、RCBの蓄積はATGに依存したオートファジー機構により進行していることが示された。

使用表达针对叶绿体基质的 GFP 和 DsRed 的拟南芥绿叶（CT-GFP、CT-DsRed），我们研究了一种在活细胞中可视化 RCB 的方法。当将叶子与个体分离并用刀那霉素A或E-64d浸润并孵育时，处理后约10小时，带有GFP荧光的囊泡在液泡中积累。 CT-DsRed 也获得了类似的结果。这些囊泡直径约为1μm，没有叶绿素自发荧光，具有与电子显微镜观察到的RCB图像相似的特征。使用抗GFP抗体和抗RbcL(Rubisco-lATGe亚基)抗体的双免疫电子显微镜分析结果证实，GFP囊泡是RCB。使用这种方法可视化活细胞中的 RCB，我们研究了 RCB 积累与自噬机制之间的关系。结果发现，缺乏自噬必需的ATG基因（atg5-1）的突变体根本不积累RCB。相反，在 atg5-1 中，在饥饿条件下孵育后，叶肉细胞中出现了从叶绿体突出的管状结构。接下来，我们使用共表达 CT-DsRed 和 GFP-ATG8a（自噬体和自噬体的标记物）的转化子进行双荧光染色分析。在存在抑制剂的情况下孵育的叶子中，发现 CT-DsRed 不仅定位于叶绿体，还定位于液泡中存在 GFP-ATG8a 可见的囊泡，即自噬体。 GFP-ATG8 也定位于很少观察到的短的球状基质。这些结果表明 RCB 积累是通过 ATG 依赖性自噬机制进行的。

项目成果

Effects of nitrogen nutrition on the relationships between the levels of rbcS and rbcL mRNAs and the amount of ribulose 1・5-bisphosphate carboxylase/oxygenase synthesized in the eighth legve of rice from emergence through senescence

氮素营养对水稻第八穗出苗至衰老rbcS、rbcL mRNA水平与核酮糖1·5-二磷酸羧化酶/加氧酶合成量关系的影响

• 发表时间: 2005
• 期刊: Plant Cell Environ., 28
• 作者: Imai;K.;Suzuki;Y.;Makino A;Mae T.
• 通讯作者: Mae T.

In vivo fragmentation of the large subunit of ribulose-1,5-bisphoshate carboxylase by reactive oxygen species in an intact leaf of cucumber under chilling-light conditions.

在冷光条件下完整黄瓜叶中活性氧对核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶大亚基的体内断裂。

• 发表时间: 2006
• 期刊: Plant Cell Physiol., 47(印刷中)
• 作者: Nakano;R.;Ishida;H.;Makino;A.;Mae;T.
• 通讯作者: T.

地球生物をささえるルビスコ

Rubisco 支持地球上的生物

• 发表时间: 2006
• 期刊: Journal of Germfree Life and Gnotebiology 36・1
• 作者: Nakano;R.;矢田佳織;前 忠彦
• 通讯作者: 前 忠彦

Increased Rubisco Content in Transgenic Rice Transformed with "Sense" rbcS Gene

用“正义”rbcS 基因转化的转基因水稻中 Rubisco 含量增加

• 发表时间: 2007
• 期刊: Plant Cell Physiol. 48(印刷中)
• 作者: Suzuki;Y.
• 通讯作者: Y.