| １．研究機関名 | 岡崎国立共同研究機構 | |
| ２．研究領域 | 生命科学 | |
| ３．研究分野 | 生命体の形成機構（生殖、発生など） | |
| ４．研究期間 | 平成8年度〜平成12年度 | |
| ５．研究プロジェクト番号 | 96L00407 | |
| ６．研究プロジェクト名 | 植物細胞分化におけるオルガネラの可逆的機能転換の分子機構 |
| プロジェクト・リーダー名 | フリガナ | 所属部局名 | 職名 |
| 西村 幹夫 | ニシムラ ミキオ | 基礎生物学研究所 | 教授 |
８．コア・メンバー
| コア・メンバー名 | フリガナ | 所属研究機関名・所属部局名 | 職名 |
| 西村 いくこ | ニシムラ イクコ | 京都大学大学院 理学研究科 | 教授 |
９．研究協力者
| 研究協力者名 | フリガナ | 所属研究機関名・所属部局名 | 職名 |
| 野口 哲子 | ノグチ テツコ | 奈良女子大学 理学部 | 教授 |
| 林 誠 | ハヤシ マコト | 岡崎国立共同研究機構 基礎生物学研究所 | 助教授 |
| 加藤 朗 | カトウ アキラ | 新潟大学 理学部 | 助教授 |
１０．研究成果の概要
|
本研究は、植物細胞内に存在するオルガネラの可逆的な機能転換の分子機構を明らかにすることを目的としており、液胞およびマイクロボディという2つのオルガネラを中心に解析を進めた。液胞に関しては、新規の液胞タンパク質輸送経路の存在を証明し、液胞タンパク質選別輸送レセプターを同定した。この輸送にはゴルジ体は関与せず、PAC小胞と命名した輸送小胞が介在することが判明した。一方、液胞プロセシング酵素（VPE）は液胞タンパク質の成熟化に関与する酵素であるが、これ自身が不活性な前駆体として細胞内で合成されること、この活性化が自己触媒的に生じることを証明し、液胞プロセシング系においてVPEが鍵酵素として働いていることを示した。マイクロボディに関してはマイクロボディに局在する膜タンパク質及びマトリックスタンパク質のcDNAクローニングとその解析から、これらタンパク質がマイクロボディ機能転換時に大きく変動していること、その変動に転写以後の調節が関わっていることを明らかにした。グリオキシゾーム機能欠損突然変異体として3種のシロイヌナズナ変異株を単離し、その原因遺伝子を同定した。更にalternative splicingによるマイクロボディ酵素の発現調節機構の存在を証明し、このalternative splicingは光により制御を受けていること、トランス因子である2種のSRタンパク質のcDNAクローニングを行い、それらの核局在を明らかにした。 |
１１．キーワード
(1)植物細胞分化、(2)オルガネラ分化、(3)液胞
(4)輸送小胞、(5)液胞プロセシング酵素、(6)マイクロボディ機能変換
(7)alternative splicing、(8)ペルオキシソーム機能欠損変異株
１２．研究発表（印刷中も含む）
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Hayashi, M. | Pumpkin hydroxypyruvate reductases with and without a putative C-terminal signal for targeting to microbodies may be produced by alternative splicing. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Plant Mol. Biol. | 30 | 1996 | 183-189 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Yamaguchi, K. | cDNA cloning for thylakoid-bound ascorbate peroxidase in pumpkin and its charac-terization. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Plant Cell Physiol. | 37 | 1996 | 405-409 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Hayashi, M | Transport of chimeric proteins containing carboxy-terminal targeting signal into microbodies of transgenic Arabidopsis | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Plant J. | 10 | 1996 | 225-234 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Kato, A. | cDNA cloning and expression of a gene for 3-ketoacyl-CoA thiolase in pumpkin cotyledons. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Plant Mol. Biol. | 31 | 1996 | 843-852 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Kato, A. | Targeting and processing of a chimeric protein with the amino-terminal presequence of the precursor to glyoxysomal citrate synthase. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Plant Cell | 8 | 1996 | 1601-1611 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Koumoto, Y. | Isolation and characterization of a cDNA encoding mitochondrial chaperonin 10 from Arabidopsis thaliana by functional complementation of E coli mutant | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Plant J. | 10 | 1996 | 1119-1125 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Mano, S. | cDNA cloning and expression of a gene for isocitrate lyase in pumpkin cotyledons. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Plant Cell Physiol. | 37 | 1996 | 941-948 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Esaka, M. | cDNA cloning and differential gene expression of three catalases in pumpkin. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Plant Mol. Biol. | 33 | 1997 | 141-155 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Hatano, K. | A rapid increase in the level of bindig protein (BiP) is accompanied by synthesis and degradation of storage proteins in pumpkin cotyledons. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Plant Cell Physiol. | 38 | 1997 | 344-351 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Inoue, K. | Heterologous expression and subcellular localization of pumpkin seed tonoplast intrinsic (TIP) in yeast cells | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Plant Cell Physiol. | 38 | 1997 | 366-370 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Mano, S. | Hydroxypyruvate reductase with a carboxy-terminal targeting signal to microbodies is expressed in Arabidopsis. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Plant Cell Physiol. | 38 | 1997 | 449-455 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Hiraiwa, N. | An aspartic proteinase is involved in the breakdown of polypeptides of storage proteins in protein-storage vacuoles of plants. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Eur. J. Biochem. | 246 | 1997 | 133-141 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Hayashi, M. | Changes in targeting efficiencies of proteins to plant microbodies caused by amino acid substitution in the carboxy-terminal tripeptide. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Plant Cell Physiol. | 38 | 1997 | 759-768 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Mano, S. | Stromal and thylakoid-bound ascorbate peroxidases are produced by alternative splicing in pumpkin. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| FEBS Lett. | 413 | 1997 | 21-26 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Minami, Y. | β-glucosidase in the Indigo plant: intracellular localization and tissue specific expression in leaves. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Plant Cell Physiol. | 38 | 1997 | 1069-1074 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Hiraiwa, N. | Expression and activation of the vacuolar processing enzyme in Saccharomyces cerevisiae. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Plant J. | 12 | 1997 | 819-829 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Nii, N. | Changes in carbohydrate and ribulose bisphosphate carboxylase contents in peach leaves after applications of different amounts of nitrogen fertilizer | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| J. Jap. Soc. Hort. Sci. | 66 | 1997 | 505-511 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Sato, M. | The AtVAM3 encodes a syntaxin-related molecule implicated in the vacuolar assembly in Arabidopsis thaliana. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| J. Biol. Chem. | 272 | 1997 | 24530-24535 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Nozue, M. | Expression of a vacuolar protein (VP24) in anthocyanin-producing cells of sweet potato in suspension culture. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Plant Physiol. | 115 | 1997 | 1065-1072 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Shimada, T. | A pumpkin 72-kDa membrane protein of precursor accumulating vesicles have characteristics for a vacuolar sorting receptor. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Plant Cell Physiol. | 38 | 1997 | 1414-1420 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Kato, A. | Glyoxysomal malate dehydrogenase in pumpkin: cloning of a cDNA and functional analysis of its presequence. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Plant Cell Physiol. | 39 | 1998 | 186-195 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Hayashi, M. | 2, 4-Dichlorophenoxybutyric acid-resistant mutants of Arabidopsis have defects on glyoxysomal b-oxidation. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Plant Cell | 10 | 1998 | 183-195 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Hayashi, H. | Molecular characterization of a glyoxysomal long-chain acyl-CoA oxidase that is synthesized as a precursor of higher molecular mass in pumpkin. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| J. Biol. Chem. | 273 | 1998 | 8301-8307 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Hara-Nishimura, I. | Transport of storage proteins to protein-storage vacuoles is mediated by large precursor-accumulating vesicles. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Plant Cell | 10 | 1998 | 825-836 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Yamada, K. | Multiple functional proteins are produced by cleaving Asn-Gln bonds of a single precursor protein by vacuolar processing enzyme. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| J. Biol. Chem. | 274 | 1999 | 2563-2570 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Hayashi, M. | Induction of precursor-accumulating vesicles by expression of chimeric genes consisting of pumpkin 2S albumin and phosphinothricin acetyltransferase. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Plant Cell Physiol. | 40 | 1999 | 263-272 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Mano, S. | Light regulates alternative splicing of hydroxypyruvate reductase in pumpkin. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Plant J. | 17 | 1999 | 309-320 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Koumoto, Y. | Chloroplast Cpn20 forms a tetrameric structure in Arabidopsis thaliana. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Plant J. | 17 | 1999 | 467-477 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Hiraiwa, N. | Vacuolar processing enzyme is activated self-catalytically by sequential removal of the C-terminal and N-terminal propeptides. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| FEBS Lett. | 447 | 1999 | 213-216 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Hayashi, H. | A novel oxidase that catalyzes oxidation of short-chain acyl CoA in plant peroxi-somes. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| J. Biol. Chem. | 274 | 1999 | 12715-12721 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Kato, A. | Oligomeric proteins contatining N-terminal targeting signals are imported into peroxisomes in transgenic Arabidopsis. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Plant Cell Physiol. | 40 | 1999 | 586-591 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Kinoshita, T. | Vacuolar processing enzyme is up-regulated in the lytic vacuoles of vegetative tissues during senescene and under various stressd conditions. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Plant J. | 19 | 1999 | 43-53 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Miyagishima, S. | Microbody proliferation and segregation cycle in the single microbody-alga Cyanidioschyzon merolae. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Planta | 208 | 1999 | 326-336 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| De Bellis L. | Purification and characterization of pumpkin long-chain acyl-CoA oxidase. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Physiol. Plant. | 106 | 1999 | 170-176 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Takemoto, D. | Molecular cloning of a defense-response-related cytochrome P450 gene from tobacco using a fungal elicitor. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Plant Cell Physiol. | 40 | 1999 | 1232-1242 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Ali, K. | Levels of nonstructural carbohydrate in leaves and roots and some characteristics of chloro-plasts after application of different amounts of nitrogen fertilizer to peach seedlings. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| J. Jap. Soc. Hort. Sci. | 68 | 1999 | 739-745 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Minami, Y. | Tissue and intracellular localization of indican and the purification and characterization of indican synthase from Indigo plants | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Plant Cell Physiol. | 41 | 2000 | 218-225 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Takemoto, D. | Isolation of gene for EIR, an elicitor inducible receptor like protein, from tobacco by differential display. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Plant Cell Physiol. | 41 | 2000 | 458-464 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| De Bellis, L. | Purification and characterization of a novel pumpkin short-chain acyl-CoA oxidase which structure resembles acyl-CoA dehydrogenase. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Plant Physiol. | 123 | 2000 | 327-334 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Mitsuhashi, N. | Characterization of organelles in the vacuolar-sorting pathway by visualization with GFP in tobacco BY-2 cells. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Plant Cell Physiol. | 41 | 2000 | 993-1001 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Hayashi, M. | AtPex14 maintains peroxisomal functions by determining protein targeting to three kinds of plant peroxisomes. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| EMBO J. | 19 | 2000 | 5701-5710 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Yamaguchi, K. | Reduction to below threshold levels of glycolate oxidase activities in transgenic tobacco enhances photoinhibition during irradiation. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Plant Cell Physiol. | 41 | 2000 | 1397-1406 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Xu, W. | Detection and characterization of a 36-kDa peptide in C-terminal region of a 24-kDa vacuolar protein (VP24) precursor in anthocyanin-producing sweet potato cells in suspension culture. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Plant Sci. | 160 | 2000 | 121-128 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Nito, K. | Pumpkin peroxisomal ascorbate peroxidase is localized on peroxisomal membranes and unknown membranous structures. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Plant Cell Physiol. | 42 | 2001 | 20-27 | |
| 著者名 | 論文標題 | |||
| Hayashi-Ishimaru, Y. | Glyoxysome-spherosome interaction in etiolated cotyledons of Arabidopsis Pedl mutant that has defect on a thiolase gene of fatty acid b-oxidation cycle. | |||
| 雑誌名 | 巻 | 発行年 | ページ | |
| Protoplasma | 2001 | in press | ||