公募研究

損傷葉緑体をミクロオートファジーに導く葉緑体膜界面の分子協奏

研究代表者

中村 咲耶
理化学研究所・環境資源科学研究センター・分子生命制御研究チーム　研究員
https://molecular-bioregulation.riken.jp/nakamura_cv.html

研究概要

植物は太陽光エネルギーを利用した光合成により成長する。この光合成反応を担うオルガネラの葉緑体は、過剰な光エネルギーで生じた活性酸素による傷害にさらされている。私たちは、損傷葉緑体を選び取って分解するオートファジー経路「クロロファジー」を発見し、この経路が、分解基質の隔離に液胞膜が関与するミクロオートファジー経路であることを見出してきた。本研究では、既知のオートファジー関連因子と、非オートファジー因子、一部の脂質が、損傷葉緑体の界面に集積することによって生じる「損傷葉緑体をミクロオートファジーに導く葉緑体膜界面」の実体と形成機構を解き明かすことを目的とし、以下3点について解析を進める。
① オートファジー関連因子が葉緑体上に形成する構造体の実態解明
② 葉緑体上に集積する非オートファジー関連因子の機能解析
③ 損傷葉緑体をミクロオートファジーに導く膜界面連携の時空間的解析

研究代表者主要業績（代表者二重線、分担者一重線）

1. Izumi M*, Nakamura S, Otomo K, Ishida H, Hidema J, Nemoto T, Hagihara S (2024) Autophagosome development and chloroplast segmentation occur synchronously for piecemeal degradation of chloroplasts. eLife, 12:RP93232
2. Kikuchi Y**, Nakamura S**, Woodson JD, Ishida H, Ling Q, Hidema J, Jarvis RP, Hagihara S, Izumi M* (2020) Chloroplast autophagy and ubiquitination combine to manage oxidative damage and starvation responses. Plant Physiol, 183: 1531-1544
3. Nakamura S, Hidema J, Sakamoto W, Ishida H, Izumi M*, (2018) Selective elimination of membrane-damaged chloroplasts via microautophagy. Plant Physiol, 177: 1007-1026
   *Corresponding author, **Equal contribution

キーワード

クロロファジー、葉緑体、ミクロオートファジー、光障害、植物