ABCタンパクを介したインドール系代謝産物の蓄積に関する液胞の機能分化

ABC蛋白介导的吲哚代谢物积累相关的液泡功能分化

基本信息

批准号：
17051018
负责人：
矢崎一史
金额：
$ 2.69万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

ATP-binding cassette (ABC)タンパク質は、植物のゲノム中で120以上のメンバーを擁する大きな遺伝子ファミリーを形成している。本研究では、multidrug resistance-associated protein (MRP)ファミリーに属するAtMRP12との生理機能の解析と平行して、アブラナ科植物において重要な感染防御物質と考えられているカマレキシンの膜輸送に関するABCタンパク質の解析を行った。さらに新たな研究展開に向けた基盤構築の試みとして、マメ科のモデル植物であるミヤコグサのABCタンパク質に関しても、ゲノムワイドな情報解析を行った。AtMRP12のN-末端に存在するTOドメインをGFPに連結し、タマネギ上皮細胞を使ったパーティクルガンによる蛍光観察で、このドメインが液胞膜に局在するシグナルになっていることを示唆するデータを得た。また、根の内鞘細胞で特異的に発現が高いことを示し、タグラインは除草剤に感受性になることを明らかにした。これらよりAtMRP12は、環境毒から根の中心柱を守る働きをしている可能性が示唆された。カマレキシンの輸送体に関しては、バイオインフォマティクスによる絞込みを試みた。シロイヌナズナにおいて協調的発現遺伝子群の探索データベースATTED-IIを用い、カマレキシン生合成最終段階を担うP450(CYP71B15)と発現相関の高い遺伝子を検索したところ、AtPDR12が最も相関の高い遺伝子であることが判明した。AtPDR12は病原菌感染応答への関与が示唆されており、カマレキシン輸送体である可能性が高いと考えられたモデル植物のミヤコグサのABCタンパク質ファミリーをゲノムワイドに解析した所、70%のカバー率(ESTの90%)の配列から、91個のABCタンパク質遺伝子を見いだした。マメ科植物としての本ファミリーの特徴が、PDRメンバーの重複性の高さにあることを見いだした。

ATP结合盒（ABC）蛋白质在植物基因组中形成了一个超过120名成员的大基因家族。在这项研究中，我们分析了Camalexin的膜转运的ABC蛋白，该蛋白被认为是十字花科植物中重要的感染保护物质，与属于多药耐药性相关蛋白（MRP）家族的ATMRP12的生理功能分析并行。此外，作为为新研究开发奠定基础的尝试，我们还对豆类家族的模型植物的日本骷髅鱼的ABC蛋白进行了全基因组的信息分析。位于ATMRP12 N末端的TO域与GFP有关，使用洋葱上皮细胞通过颗粒枪观察荧光得出的数据表明，该域是位于液泡膜上的信号。这也表明该表达在根恩元细胞中特别高，并且标语对除草剂敏感。这些表明ATMRP12可能会起作用，以保护根中心支柱免受环境毒素的侵害。关于Camalexin的转运蛋白，我们尝试使用生物信息学缩小其范围。使用已达到的II数据库搜索拟南芥中的协调表达基因组，我们搜索了与P450（CYP71B15）高表达相关的基因，该基因负责Camalexin Biosynthesis的最后阶段，发现ATPDR12是最相关的基因。已经建议ATPDR12参与病原体感染反应，以及对模型植物的ABC蛋白质家族的全基因组分析，即Yamolgus ROE，被认为是一种可能是Camalexin Transporter的Yamolgus ROE，发现了91个ABC蛋白基因的序列，其覆盖率为70％（90％的EST）。我们发现这个家庭作为豆类的特征是PDR成员的高度重叠。