51探花

【概要】

理化学研究所（理研）环境资源科学研究センター分子生命制御研究チームの泉正范研究员、萩原伸也チームリーダー、东北大学の日出间纯准教授、オックスフォード大学のポール?ジャービス教授、アリゾナ大学のジェシー?ウッドソン准教授らの国际共同研究グループは、主要な细胞内分解システムの「オートファジー^[1]」と「ユビキチン?プロテアソーム系^[2]」が植物では独立に働き、生体内の新陈代谢を支えていることを発见しました。

本研究成果は、植物が持つ高度な体内栄养リサイクルシステムの一端を解明するものであり、少ない肥料で环境负荷を低减しながらも、十分な収量?品质を维持できる农作物の设计に役立つと期待できます。

オートファジーとユビキチン?プロテアソームは、动植物问わず広范な生物が持つ细胞内成分の分解システムです。ある时は独立して、ある时は直接情报交换することにより、细胞内の老廃物分解と栄养リサイクルを担うことが多くの生物で报告されています。

今回、国际共同研究グループは、国际的议论の一つとなっていた植物の叶における二大分解系の関係について明确な结论を得るために、モデル植物のシロイヌナズナを用いて遗伝子欠损株や変异株を作出し、成长やストレス耐性を评価しました。その结果、二大分解系は独立に働くことで植物の栄养代谢を支えており、両者が同时に破绽すると活性酸素が过剰に蓄积し、叶が早期に枯れ、种子形成にまで异常が生じることを明らかにしました。

本研究は、米国植物生理学会誌『Plant Physiology』の掲载に先立ち、オンライン版（6月17日付）に掲载されました。

叶緑体における二大分解系は独立に働き、植物の栄养代谢を支える

【补足解説】

[1] オートファジー
植物、动物、酵母など、真核生物に広く保存されるタンパク质などの细胞内成分の分解システム。细胞质の一部や细胞内小器官（オルガネラ）を二重膜小胞で取り囲み、细胞内で高い分解活性を持つ酸性の小器官の液胞（あるいはリソソーム）に运ぶことで、分解?消化する仕组み。タンパク质や脂质をアミノ酸や脂肪酸にまで分解することで、それらを新しいタンパク质の合成や若い器官の形成に再利用できる。オートファジーの仕组みの解明によって、大隅良典博士が2016年のノーベル生理学医学赏を受赏した。

[2] ユビキチン?プロテアソーム系
真核生物に进化的に保存されるタンパク质の分解システム。ユビキチン活性化酵素贰1、ユビキチン结合酵素贰2、ユビキチン転移酵素贰3が働くことで、标的タンパク质に小さなタンパク质タグであるユビキチンを付加する。あるタイプの锁状のユビキチン化が起きたタンパク质は、细胞质のタンパク质分解装置であるプロテアソームにより分解される。さまざまな贰3が存在し、それらが特异的なユビキチン化标的を持つことで、非常に高精度な选択的タンパク质分解が可能であるとされている。また、特に哺乳类细胞において、ユビキチン化を受けた细胞内小器官がプロテアソームではなく、オートファジーの分解対象となる现象が报告されている。ユビキチン化システムの発见は、2004年のノーベル化学赏の受赏対象となった。

详细（プレスリリース本文）

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