植物オートファジーにおけるAtAPG8ファミリーの解析 Analysis of AtAPG8 families in Plant Autophagy

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Abstract

オートファジー(自食作用)とは、栄養飢餓等に伴い細胞質成分が液胞に輸送される分解システムである。我々は酵母において、Apg8タンパク質のC末端がApg4プロテアーゼにより切断された後、ユビキチン化に類似した反応により脂質修飾されること、そして、このApg8脂質修飾反応がオートファジー進行を担う分子機構の鍵になることを見いだしている。<br> シロイヌナズナにはAPG8, APG4オーソログ(AtAPG8, AtAPG4)が存在し、その詳細が明らかになっていない植物のオートファジーにおいても同様の役割を担っていることが予想される。全9種のAtAPG8および全2種のAtAPG4はシロイヌナズナのほとんどの器官で発現しており、窒素飢餓条件下で発現がさらに誘導された。また、酵母ではオートファジーの進行に伴いApg8は液胞内に移行することが知られている。そこで、GFP-AtAPG8融合タンパク質を発現させた形質転換植物を作製し、様々な組織での蛍光顕微鏡観察を行なった。GFP融合タンパク質は細胞質中のドット状構造や液胞内への局在が観察された。現在、栄養条件下から窒素飢餓条件下に移したときのGFP融合タンパク質の挙動の変化を観察している。また、2種のAtAPG4のT-DNA挿入株をそれぞれ取得し、その二重変異株におけるAtAPG8の挙動について解析中であり、その結果についても合わせて報告する。

Autophagy is an intracellular process for vacuolar degradation of cytoplasmic components. We have found that C-terminus of Apg8 is modified with lipid by ubiquitination-like reaction after cleavage of C-terminus by APG4 protease and this Apg8 lipidation system is essential for autophagy. Existence of APG8 and APG4 orthologues in Arabidopsis implicates that, in plant autophagy which is not well study, these molecules would function in a similar way. All of nine AtAPG8 and two AtAPG4 were expressed in almost all organs of Arabidopsis and induced by nitrogen-starvation. It has been known that yeast Apg8 is delivered to the vacuole by autophagy. So I made transgenic plants expressed GFP-AtAPG8 fusion protein and observed various tissues by fluorescence microscopy. GFP-AtAPG8 localized on some dot structures of cytoplasm and lumens of vacuole. Observation of GFP-AtAPG8 under nitrogen-starvation condition is in progress. We will also report behavior of AtAPG8 in double mutant of AtAPG4.

Journal

  • Plant and Cell Physiology Supplement

    Plant and Cell Physiology Supplement 2003(0), 712-712, 2003

    The Japanese Society of Plant Physiologists

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