小胞体に由来する新規オルガネラ"ER body"の解析

内质网衍生的新细胞器“ER体”分析

• 批准号: 06J03246
• 负责人: 永野 惇
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J03246/
• 关键词: ER body; 小胞体; オルガネラ; ベータ・グルコシダーゼ; PYK10; NAI2; IMP1; 定量解析; ベータグルコシダーゼ; ジャカリン様レクチン; 集団遺伝学; シロイヌナズナ; タイリングアレイ; メタボローム; 病害; GDSLリパーゼ; ER body; 小胞体; オルガネラ; ベータ・グルコシダーゼ; PYK10; NAI2; IMP1; 定量解析; ベータグルコシダーゼ; ジャカリン様レクチン; 集団遺伝学; シロイヌナズナ; タイリングアレイ; メタボローム; 病害; GDSLリパーゼ

シロイヌナズナの根に見られるオルガネラ"ER Body"の機能を明らかにするため、その構成たんぱく質であるPYK10ベータ・グルコシダーゼおよび関連タンパク質の解析を行った。共発現解析からPYK10と関連が深いと考えられるタンパク質としてNAI2を同定した。NAI2はER bodyに局在するタンパク質であること、これを欠損するとER bodyが作られなくなることを明らかにした。また、NAI2を欠く突然変異体においてはPYK10のmRNA蓄積量に野生型と変化がないが、タンパク質の蓄積量が減少することが分かった。さらにNAI2を欠く突然変異体においてPYK10タンパク質は小胞体のネットワークに拡散してしまうことを明らかにした。これらの結果からNAI2は小胞体内腔においてPYK10タンパク質を凝集させることでER body形成を起こしているタンパク質であると考えられ、またPYK10タンパク質はNAI2によって凝集させられることによってより安定になっていると考えられる。さらに我々は、ER bodyの形態制御機構を明らかにするため、ER body数・形態の定量解析システムを構築した。この定量解析システムによってER bodyが長くなる変異体と短くなる変異体を見出した。長くなる変異体の原因遺伝子を同定したところ、PYK10のアミノ酸置換変異が原因であることが分かった。また、短くなる変異体では膜タンパク質IMP1が欠損している。さらに一過的遺伝子発現や分画遠心法をもちいたタンパク質の局在解析から、IMP1はER body膜に局在するということがわかった。以上、述べたように、NAI2を介したER body形成の分子機構およびER body内容物PYK10・膜タンパク質IMP1によるER body形態の制御機構を明らかにした。

为了阐明在拟南芥根中发现的细胞器“ ER身体”的功能，我们分析了组成蛋白，PYK10β-β-葡萄糖苷酶和相关蛋白。从共表达分析中，NAI2被确定为一种蛋白质，被认为与PYK10密切相关。据透露，NAI2是一种局部局部在ER体内的蛋白质，如果不足，将不会产生ER体。此外，发现在缺乏NAI2的突变体中，PYK10的mRNA积累量与野生型的含量并没有改变，但蛋白质积累的量减少。此外，揭示了在缺乏NAI2的突变体中，PYK10蛋白扩散到内质网络中。这些结果表明，NAI2是一种通过在内质网中汇总PYK10蛋白来引起ER体型形成的蛋白质，当NAI2汇总时，Pyk10蛋白更稳定。此外，我们已经为ER体的数量和形态构建了一个定量分析系统，以阐明ER身体的形态控制机理。该定量分析系统发现了长期缩短ER身体的长期ER和突变体的突变体。鉴定出长期突变体的致病基因，并发现是由PYK10中的氨基酸取代突变引起的。此外，缩短的突变体在膜蛋白IMP1中缺乏。此外，使用瞬态基因表达和分裂离心分析对蛋白质进行定位分析表明，IMP1位于ER体膜上。如上所述，已经阐明了NAI2介导的ER体形成的分子机制以及ER体含量Pyk10和膜蛋白IMP1对ER体形态的调节机制。