栄養飢餓状態における植物培養細胞の液胞内オルガネラ分解機構の解明

阐明营养饥饿条件下培养植物细胞液泡内细胞器降解的机制

基本信息

批准号：
15770044
负责人：
豊岡公徳
金额：
$ 2.3万
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：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

タバコ培養細胞BY-2株にチトクロムb5とRFP (Red fluorescent protein)の融合タンパク質を発現させた場合、細胞増殖期にRFPは凝集パターンを呈し、定常状態期に移行すると液胞内にRFPの蛍光が検出された。そこで我々は、RFPの蛍光を指標にタンパク質凝集体の液胞移行および分解機構について解析を行った。RFP凝集体の液胞移行を誘導する条件を検討した結果、RFPの蛍光は栄養飢餓条件で液胞に移行することがわかった。栄養飢餓条件下でプロテアーゼ阻害剤を加え培養した場合、RFP凝集体は液胞移行せずにオートリソソーム(自食作用胞)様の構造体内に観察されることから、RFP凝集体の液胞移行にはオートファジー機構の関与が示唆された。そこで、オートファジーに中心的な働きを担っているAtg8のBY-2ホモログNtAtg8とYFP (Yellow fluorescent protein)の融合タンパク質を発現させて動的解析を行った。その結果、栄養飢餓条件下に移行すると、リング状のオートファゴソームが誘導されることがわかった。そして、オートファゴソームは中央液胞へ直接、または、小さい液胞内に取り込まれてから中央液胞へ移行することが確認された。その上、RFP凝集体は他のオルガネラに比べ、優先的にオートファゴソームにより取り込まれることがわかった。以上の結果から、RFP凝集体は栄養飢餓により誘導されたオートファゴソームにより取り込まれ、液胞へ移行することが推定された。これらの成果は、国内外の学会およびシンポジウムで発表し、細胞生物学の国際雑誌へ論文を投稿中である。

当细胞色素b5和RFP（红色荧光蛋白）的融合蛋白在培养的烟草细胞系BY-2中表达时，RFP在细胞生长期表现出聚集模式，并且当达到稳态阶段时，RFP荧光出现在细胞内。检测到液泡。因此，我们以RFP荧光为指标，分析了蛋白质聚集体的液泡运输和分解机制。通过检查诱导 RFP 聚集体液泡迁移的条件，我们发现 RFP 荧光在营养饥饿条件下迁移到液泡。当在添加蛋白酶抑制剂的营养饥饿条件下培养时，在自噬溶酶体（自噬液泡）样结构中观察到RFP聚集体，但没有转移到液泡中，表明RFP聚集体没有迁移到液泡中，表明有自噬机制的参与。因此，我们表达了在自噬中起核心作用的Atg8的BY-2同源物NtAtg8和YFP（黄色荧光蛋白）的融合蛋白，并进行了动态分析。结果表明，环状自噬体在营养饥饿条件下被诱导产生。此外，还证实自噬体要么直接进入中央液泡，要么被吸收到小液泡中，然后迁移到中央液泡。此外，与其他细胞器相比，RFP 聚集体更容易被自噬体吸收。根据以上结果，推测RFP聚集体被营养饥饿诱导的自噬体摄取并转移至液泡。这些成果已在国内外会议和研讨会上发表，目前正在向国际细胞生物学杂志投稿。