植物細胞における膜タンパク質の選択的な分解制御機構の解明

阐明植物细胞膜蛋白选择性降解控制机制

基本信息

批准号：
08J08052
负责人：
冨士健太郎
金额：
$ 1.54万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

高等植物にとって、ホウ素(B)は必須元素であると同時に、過剰量では害を及ぼす。そのため、植物内のホウ素量は厳密に制御されなければならない。シロイヌナズナホウ酸トランスポーターBOR1はホウ素欠乏条件では、根の様々な細胞で中心柱側の細胞膜に局在し、ホウ素の導管への濃縮に寄与している。一方で、ホウ素十分条件下では、BOR1はエンドサイトーシスを介して液胞で分解される。この細胞レベルでのホウ素濃度依存的なBOR1の分解が、土壌からのホウ素の取り込みを調節し、植物体内のホウ素量の維持に寄与していると考えられる。この分解制御の分子機構を通し、外部環境の変化に対する植物の応答機構の一端を解明できる事を期待している。BOR1と直接的に相互作用する因子の同定を目指し、遺伝学的解析からBOR1の分解に異常を示す新規変異体の単離・解析をおこなった。BOR1-GFPを発現する形質転換シロイヌナズナに突然変異処理を行い、ホウ素十分条件での蛍光の消失を指標に数系統の変異体の単離に成功している。しかしながら、これまでに単離された変異体を詳細に解析したところ、いずれの変異体においても、エンドサイトーシスを介した液胞におけるBOR1-GFPの分解は正常であった。これらの突然変異体では、翻訳後のBOR1蓄積制御ではなく、転写～翻訳での制御機構に異常であると考えられている。これらの結果より、ホウ素濃度により制御される分子機構が多岐にわたることが推測される。

硼（B）是高等植物必需的元素，但同时过量也是有害的。因此，必须严格控制植物体内硼的含量。在缺硼条件下，拟南芥硼酸转运蛋白 BOR1 定位于各种根细胞中央柱的质膜，有助于将硼浓缩到导管中。另一方面，在硼充足的条件下，BOR1 在液泡中通过内吞作用被降解。 BOR1 在细胞水平上的这种硼浓度依赖性降解被认为可以调节土壤中硼的吸收，并有助于维持植物中硼的含量。我们希望通过这种分解控制的分子机制，能够阐明植物对外界环境变化的部分反应机制。为了确定与 BOR1 直接相互作用的因素，我们通过遗传分析分离并分析了 BOR1 降解异常的新型突变体。我们对表达BOR1-GFP的转化拟南芥进行了突变处理，并以硼充足条件下荧光的消失为指标，成功分离了几个突变株系。然而，对迄今为止分离的突变体的详细分析表明，在所有突变体中，BOR1-GFP 通过内吞作用在液泡中降解是正常的。人们认为这些突变体的异常不是在BOR1积累的翻译后控制方面，而是在转录和翻译之间的控制机制方面。这些结果表明，硼浓度控制有多种分子机制。