小胞輸送系を介した細胞の運命決定機構

囊泡运输系统介导的细胞命运决定机制

• 批准号: 08J02057
• 负责人: 白川 一
• 金额: $ 0.77万
• 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: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J02057/
• 关键词: 細胞内輸送; 維管束; ミロシン細胞; SNARE; シロイヌナズナ; 液胞輸送系

小胞輸送系を介した細胞の運命決定機構を解析するために,採用者は植物のSNARE複合体と維管束細胞及びミロシン細胞に着目して,研究を遂行した.1).SNARE複合体を介した細胞の運命決定機構の解析-採用者は,液胞型SNAREであるVAM3とVTI11の変異体を用いて維管束の未熟な発達の分子機構を解析した.解析により,液胞型SNARE複合体はオーキシン排出キャリアーであるPIN1の極性を持った細胞内局在を制御していることを明らかにした.PIN1の細胞内極性が失われることにより,オーキシンの組織分布が変化し,結果的に維管束前駆細胞の運命決定が正確に行われないことを明らかにした.本研究をまとめ,学会誌に発表した.採用者は,液胞型SNAREであるVAM3とVTI11の変異体において,維管束周辺に分布するミロシン細胞の数は多くなることを見出していた.ミロシン細胞を蛍光タンパク質で可視化する系を確立し,変異体では葉の発生初期においてミロシン細胞の運命決定が亢進していることを明らかにし、かつミロシン細胞は維管束前駆細胞とは独立に分化してくることも明らかにした.Rab5 GEFの変異体においても液胞型SNARE変異体と同様に,維管束の未熟な発達・ミロシン細胞の分化亢進が観察されることを明らかにした.小胞輸送系の中でも特定の経路に依存した,細胞の運命決定機構が明らかとなった.2).VAM3ホモログによる冗長的な維管束細胞とミロシン細胞の運命決定機構の解析-液胞型SNAREであるVAM3には,PEP12とSYP23の2つのホモログが存在する.細胞内で,VAM3は液胞膜に,PEP12は液胞前区画膜に存在することが明らかにされている.SYP23は膜貫通領域を持たないことから,細胞質に局在し,機能的なSNAREではないと考えられている.採用者は,細胞内で異なる局在性を示すVAM3,PEP12,SYP23が冗長的に,もしくは特異的に維管束細胞とミロシン細胞の運命決定に関与しているかを解析した.採用者は,VAM3,PEP12,SYP23の単独変異体,二重変異体,及び三重変異体をTDNA挿入変異体及び人工microRNAを用いて作製した.VAM3,PEP12の二重変異体は発生初期の致死性を示した。変異体における植物の成長(背丈)・ミロシン細胞の分化亢進・維管束の発達・12Sグロブリンの液胞への輸送を解析した.すべての形質において,VAM3,PEP12,SYP23は冗長的に働いていることを明らかにした.この結果から,機能不全のSNAREであると考えられていたSYP23に機能があることがわかったので,SYP23の細胞内局在とSNARE複合体形成能を解析した.GFP融合SYP23遺伝子を作製し,植物体に導入後,蛍光顕微鏡により,SYP23は細胞質に局在していることを明らかにし、GFP-SYP23発現植物体を用いた免疫沈降実験により,SYP23はVTI11・SYP5のSNAREタンパク質と結合することがわかった.以上の結果から,まったく異なる細胞内局在を示すSNAREタンパク質が,細胞の運命決定機構に関与することが明らかとなった.本研究成果を学会で発表した.

为了通过囊泡运输系统分析细胞的命运确定机制，雇主进行了研究，重点是植物中的圈圈复合物，血管细胞和霉菌素细胞。1）。分析细胞的命运确定机制，通过雇主分析了使用VAM3和VTI11的突变体（一种液泡弹药）分析血管束的分子机制。分析表明，液泡圈圈复合物调节生长素外排载体PIN1的极性亚细胞定位。 PIN1的细胞内极性的丧失导致卵巢液泡极性。 XIN的组织分布变化，结果，血管束祖细胞的命运尚未准确确定。这项研究已编译并发表在杂志上。雇主发现，在VAM3和VTI11的突变体中，分布在血管束周围的桃红素细胞的数量会增加，这些突变体是液泡鼻的。建立了该系统以用荧光蛋白可视化紫红蛋白细胞，并揭示了在突变体的叶发育的早期阶段，桃红素细胞的命运增加，而桃金蛋白细胞细胞独立于血管束祖细胞分化。在GEF突变体中，观察到血管束的不成熟发育和增强的乳霉素细胞的分化，类似于液泡型SNARE突变体。在囊泡运输系统中揭示了由特定途径确定的细胞命运机制。2）分析VAM3同源物对冗余血管束细胞和霉菌素细胞的命运确定机制分析 - 液泡型SNARE SNARE VAM3中存在两个同源物。已经揭示了VAM3位于液泡型膜中，PEP12位于盛行的隔室膜中。由于SYP23没有跨膜区域，因此被认为是细胞质的，而不是功能性的圈套。雇主分析了在细胞中表现出不同定位的VAM3，PEP12和SYP23是否参与了冗余或具体确定血管和桃红细胞细胞的命运。雇主使用tDNA插入突变体和人造microRNA创建了VAM3，PEP12，SYP23的单个，双重和三重突变体。 VAM3，PEP12和PEP12的叠加双突变体在早期发育时致命。我们分析了植物生长（高度），增强的桃粒细胞分化，血管束的发展以及12S球蛋白向液泡的运输。我们发现VAM3，PEP12和SYP23在所有特征中都是多余的。该结果表明，被认为是功能失调的圈圈的SYP23具有一个功能，我们分析了SYP23的亚细胞定位以及形成SNARE复合物的能力。制备基因并引入植物后的GFP融合SYP23，通过荧光显微镜揭示了Syp23位于细胞质中，以及使用表达GFP-SYP23的植物的免疫沉淀实验，Syp23与VTI11和Syp5的Syp23结合。以上结果表明，表现出完全不同的亚细胞定位的网罗蛋白参与细胞命运确定的机理。这项研究的结果是在会议上提出的。