高等植物分化色素体の形構築と分裂制御

高等植物分化质体的形状构建与分裂控制

• 批准号: 14760068
• 负责人: 藤原 誠
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14760068/
• 关键词: 葉緑体分裂; ストロミュール; GFP; 白色体; Zリング; arc変異体

研究実施計画に基づき実験を行い、以下の成果を得た。色素体分裂制御シロイヌナズナ葉緑体分裂異常変異体ark11のMinDコード領域中に一アミノ酸置換をもたらす一塩基変異を見出した。野生型MinDタンパクのC末にダブルHAエピトープを付加した融合タンパク(MinD : dHA)をMinDプロモーターarc11で発現させたところ、異常形質が回復した。arc11がMinD変異体であると共にMinD : dHAが機能タンパクであることが示唆された。葉緑体FtsZは一次構造上FtsZ1とFtsZ2の二種に分類されるが、FtsZ1C末にGFPを融合したタンパクをシロイヌナズナ野生株で発現させたところ、既知のZリングが葉緑体分裂部位で観察された。FtsZ1:GFPは葉緑体のみならず非光合成組織の白色体でもZリングを形成し、分裂収縮部位と局在を共にした。一方、FtsZ2:GFPはZリング形成能を失っていた。FtsZ2に対しては保存領域に対するペプチド抗体を作製した。MinEについては、GFP融合タンパクが、単独タンパクと同様にカリフラワーモザイクウイルス35Sプロモーター(CaMV35Sp)による過剰発現により葉緑体分裂異常を引き起こしたため、機能タンパクであると結論した。以上より、既知葉緑体分裂因子の挙動を解析するツールが整った。色素体管状構造形成CaMV35Sp制御下FtsZ1cDNAを強制発現する形質転換シロイヌナズナを作出した。葉と胚軸の表皮細胞で色素体管状構造が活性化していることを観察した。しかし、シロイヌナズナの色素体管状構造は組織間更には細胞間で形成状況が大きく異なっていた。更なる解析に向けて、管状構造の保存性がより高い植物組織を検索した。CaMV35Spと色素体移行配列を持つGFPを用いた一過性発現系により、タバコアルビノ変異体で有意な管状構造活性化を観察した。

根据研究实施计划进行了实验，并获得了以下结果。我们发现了一个单个核苷酸突变，导致拟南芥叶绿体有丝分裂突变体ARK11的思维编码区域中的单个氨基酸取代。当使用Mind启动子ARC11表达融合蛋白（思维：DHA），其添加到野生型思维蛋白的C末端的双HA表位时，还恢复了异常性状。有人提出ARC11是一种思维突变体，而思想：DHA是一种功能蛋白。叶绿体FTSZ分为两个物种FTSZ1和FTSZ2，但是当在野生拟南芥菌株中表达在FTSZ1C末端融合到FTSZ1C的蛋白质时，在氯磷酸乳突分裂位置观察到已知的Z-RING。 FTSZ1：GFP不仅在叶绿体中，而且在非磷组织的白体中形成Z环，并在有丝分裂收缩的位置上定位。同时，FTSZ2：GFP失去了其Z-RING的形成能力。为FTSZ2制备针对保守区域的肽抗体。对于我的，我们得出的结论是，GFP融合蛋白是一种功能性蛋白，因为它导致叶绿体有丝分裂异常，因为花椰菜镶嵌病毒35S启动子（CAMV35SP）过表达，类似于孤蛋白。从以上，已经创建了一种工具来分析已知的叶绿体分裂因子的行为。在CAMV35SP对照下，塑料管状结构的形成转化了拟南芥，该拟南芥在CAMV35SP对照下强行表达FTSZ1 cDNA。据观察，在叶片和下胚基的表皮细胞中激活了质体管结构。然而，拟南芥的质体管结构的形成在组织和细胞之间差异很大。为了进一步分析，搜索具有更好保存管状结构的植物组织。使用GFP的瞬态表达系统在烟草白化突变体中观察到了显着的管状结构激活，GFP具有CAMV35SP和Plastid-translosiation序列。