シロイヌナズナ発生におけるRab5の機能

Rab5在拟南芥发育中的功能

• 批准号: 11J09546
• 负责人: 井上 丈司
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J09546/
• 关键词: 膜交通; シロイヌナズナ; RAB GTPase; 発生; 根; シロイヌナズ; 遺伝子発現

Rab GTPaseは、GTP結合型とGDP結合型をサイクルする分子スイッチとして膜融合を制御する。RAB5は、エンドサイトーシス経路で多様な機能を担うことが動物では明らかとなっている。一方、植物におけるRab5の器官、個体レベルでの機能はほとんど明らかにされていなかった。そこで、植物のRab5の発生における役割を解明することを目的とし、シロイヌナズナのRAB5活性化因子であるVPS9aの変異体vps9a-2の表現型を解析した。変異体では静止中心におけるSHORTROOT、SCARECROWの発現の有無が逆転し、静止中心付近におけるオーキシンの濃度分布に異常が起きていた。野生型でオーキシンが静止中心に最も多く蓄積することは、PIN3、PIN4、PIN7によって制御されている。変異体においてPIN3とPIN4の発現領域および細胞内局在の異常が見られた。これらのことからRAB5がSHORTROOT、SCARECROWだけでなくPIN3、PIN4といった発生における重要な複数の遺伝子の発現領域の調節に関与することが明らかになった。細胞内膜交通と遺伝子発現領域の関係性を示唆する興味深い結果である。RAB5はエンドソームに局在するのに対し、RAB7は液胞膜に局在して液胞輸送を制御すると考えられている。発生におけるRAB7の機能を解析するため、酵母において複合体の状態でRAB7の活性化因子として働くSAND1/MON1とCCZ1のシロイヌナズナにおけるホモログの変異体系統を確立した。vps9a-2変異体と類似する表現型を示すと同時に異なる異常も示した。RAB5、RAB7特異的な機能、共通する機能を明らかにすべく、解析を進めている。ccz1変異体の生育に対するRAB5の過剰発現の影響がメンバーによって真逆になるという興味深いデータも得られつつある。

RAB GTPase将膜融合控制为在GTP结合和GDP结合类型之间循环的分子开关。在动物中，Rab5在内吞途径中起着多种功能，这很明显。另一方面，几乎没有揭示植物中Rab5的器官和个体功能。因此，为了阐明Rab5在植物发展中的作用，我们分析了VPS9A-2的表型，VPS9A-2是一种突变体VPS9A，一种拟南芥中的Rab5激活剂。在突变体中，静止中心中的短毛和稻草人表达的存在或不存在，并在静止中心附近的生长素的浓度分布中发生异常。野生型中静息中心中最丰富的生长素积累由PIN3，PIN4和PIN7控制。突变体在PIN3和PIN4的表达区域以及亚细胞定位中显示出异常。这些结果表明，Rab5参与了发育中多个重要基因的表达区域的调节，例如Shortroot和Scarecrow，以及PIN3和PIN4。这是一个有趣的结果，表明内细胞膜流量与基因表达区域之间的关系。据信Rab5局部位于内体上，而Rab7被认为位于液泡膜并调节液泡运输。为了分析RAB7在发育中的功能，我们在Sand1/Mon1和CCZ1的拟南芥中建立了一个突变的同源物，该系数是酵母中复杂状态下Rab7的激活剂。它显示出类似于VPS9A-2突变体的表型，并且表现出不同的异常。正在进行分析以阐明RAB5和RAB7特定功能和共同功能。还可以获得有趣的数据，即Rab5过表达对CCZ1突变体生长的影响完全相反，具体取决于成员。