MDRタイプABCトランスポータによるオーキシン極性輸送の分子機構

MDR型ABC转运蛋白对生长素极性转运的分子机制

基本信息

批准号：
15031217
负责人：
矢崎一史
金额：
$ 3.97万
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：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究においてはシロイヌナズナのT-DNAタグラインを利用して、AtMDR4(AtPGP4)とその類似メンバーAtABC1に関して生理学的及び生化学的解析を行い、植物細胞における植物ホルモン輸送に関わる新しいメンバーとしてのABCトランスポーターの役割と、その輸送の分子メカニズムを明らかにすることを目的とした。本年度は、主にAtMDR4(AtPGP4)に関して顕著な進展があった。AtMDR4のコーディング領域にT-DNAの挿入されたシロイヌナズナのT-DNAタグラインは、芽生えの時に根の伸長・発達が野生株に比べて明確に遅延することが見出された。これは、本遺伝子が根で発現していることと良い整合性を示す。根の中でも主に表皮細胞で発現しており、根の基部では皮層でも高い発現がみられた。この遺伝子の高発現株を用い、茎頂から根端へのオーキシン輸送を測定したところ、高発現株で2.5倍に極性輸送が上昇していた。破壊株を用いたメタボローム解析では、根に投与したIAAが破壊株では半分程度にしか取り込まれない結果を得た。それに対し、高発現株では、オーキシンの取り込みが上昇していた。さらに、HeLa細胞を用いた細胞輸送系では、AtMDR4を発現した細胞はコントロールに比べ、IAAをより取り込むことが見出され、そのIAAの内向き輸送はオーキシン輸送阻害剤NPAで明確に阻害された。これらのことから、IAAが根端から上向きに輸送されるところにAtMDR4が関与していることが示唆された。そこで、ペプチド抗体を用いた蛍光免疫組織染色を行ったところ、AtMDR4は根の表皮細胞の下側の面に局在していることが認められ、仮説を強く支持する結果を得た。一方、AtMDR4と最も類似するAtMDR21についても発現特性を調べたところ、本分子はむしろ地上部で発現しており、機能の役割分担が示唆された。

在这项研究中，我们使用拟南芥T-DNA标语来对ATMDR4（ATPGP4）及其相似的成员进行生理和生化分析，旨在阐明ABC转运蛋白作为参与植物细胞中植物激素运输的新成员的作用，并阐明其运输的分子机制。今年，ATMDR4（ATPGP4）取得了重大进展。已经发现，与野生菌株相比，在芽孢杆菌的编码区域中插入T-DNA的拟南芥T-DNA标语显然延迟了根伸长和发育。这表明该基因在根中表达的事实良好。它主要在根之间的表皮细胞中表达，并且在根部的底部也高度表达。使用该基因的高度表达应变，测量了从茎尖到根尖端的生长素转运，在高度表达的菌株中，极性转运增加了2.5倍。使用干扰菌株的代谢组学分析表明，在干扰的菌株中，仅将大约一半的IAA菌株施用的IAA菌株被占用。相反，高表达菌株中的生长素摄取增加。此外，在使用HeLa细胞的细胞运输系统中，发现表达ATMDR4的细胞比对照组掺入更多的IAA，并且IAA的内部运输被生长素转运抑制剂NPA明显抑制。这些表明ATMDR4参与了从根尖端向上运输IAA。因此，使用肽抗体的荧光免疫组织化学染色表明ATMDR4位于根部表皮细胞的下表面，从而对假设产生了强烈的支持。另一方面，当还检查了与ATMDR4最相似的ATMDR21的表达特性时，该分子在上面的地面上表达，这表明其作用划分已实现。

项目成果

期刊论文数量（22）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

The AtPPT1 gene encoding 4-hydroxybenzoate polyprenyl diphosphate transferase in ubiquinone biosynthesis is required for embryo development in Arabidopsis thaliana

DOI：
10.1007/s11103-004-1298-4
发表时间：
2004-07-01
期刊：
PLANT MOLECULAR BIOLOGY
影响因子：
5.1
作者：
Okada, K;Ohara, K;Yamane, H
通讯作者：
Yamane, H

Shitan, N.: "Involvement of CjMDR1, a plant MDR-type ABC protein, in alkaloid transport in Coptis japonica."Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 100. 751-756 (2003)

Shitan, N.：“CjMDR1（一种植物 MDR 型 ABC 蛋白）参与黄连生物碱转运。”Proc.Natl.Acad.Sci.USA。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

ABC蛋白質(植物のABC蛋白質)(編集:植田和光)

ABC蛋白（植物的ABC蛋白）（上田一光编）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
Sasaki;K.;矢崎一史;矢崎一史
通讯作者：
矢崎一史

植物ABCタンパク質スーパーファミリーの多様性

植物ABC蛋白超家族的多样性

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
生化学 Vol.76 No.9
影响因子：
0
作者：
Hirose;N.;Kihara;K;Tsubomi;H.;Mima;T.;Ueki;Y.;Fukuyama;H.;Osaka N.;小黒昌文;Masafumi OGURO;士反伸和;士反伸和他;士反伸和他;士反伸和;士反伸和他
通讯作者：
士反伸和他

矢崎一史: "ABCトランスポーター「植物の膜輸送システム植物細胞工学シリーズ18」"秀潤社. 236(119-128) (2003)

矢崎和志：“ABC Transporter‘植物膜运输系统植物细胞工程系列18’”《书俊社》236(119-128)(2003)。