一般社団法人 日本植物生理学会 The Japanese Society of Plant Physiologists

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葉緑体核様体の動態制御

 葉緑体が分裂・増殖するためには、葉緑体がもつDNA(葉緑体DNA)が確実に分配される必要があります。葉緑体DNAは裸で存在せず、様々なタンパク質によって折りたたまれて「核様体」構造をつくります。単細胞緑藻クラミドモナスで、蛍光タンパク質を使うと葉緑体核様体の挙動を生きた細胞で観察することができます (上図:葉緑体の赤い自家蛍光に重なった黄色い輝点)。正常な細胞では、葉緑体核様体は細かく分散することで分裂した4つの葉緑体に均等に分配されます(上左図:矢尻)。ところが、私たちが単離したmonokaryotic chloroplast (moc)1変異体では、たった1つの葉緑体がほとんどの葉緑体核様体を独占してしまいます(上右図:矢尻)。moc1変異体で壊れていたのは、ハサミのように葉緑体DNAを正確に切り分ける酵素でした。下図は、この酵素がDNAオリガミでつくった人工ホリデイジャンクション (下左図:十文字構造)の中央に結合し(下中図:矢印)、それを切断する (下右図)様子を高速原子間力顕微鏡で可視化したものです。地球上の多くの植物がこの酵素を持っており、葉緑体核様体の分配を制御し、光合成や葉緑体生合成を支えています。今後、さらに多くの葉緑体核様体の動態制御に関わる因子が明らかとなっていくことが望まれます。
 
提供 
小林 優介 氏(国立遺伝学研究所)
三角 修己 氏(山口大学大学院創成科学研究科)
西村 芳樹 氏(京都大学大学院理学研究科)