ホウ酸輸送体ＢＯＲ１の分解／偏在メカニズムの解明

阐明硼酸转运蛋白 BOR1 的降解/普遍分布机制

基本信息

批准号：
13J02799
负责人：
吉成晃
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ホウ素は植物の必須元素であり、ホウ素の欠乏は植物の生育を阻害する。しかしながら、過剰量のホウ素は毒性を示す。そのため、ホウ素の欠乏および過剰は、農作物の品質や収量を低下させる要因となる。植物は、ホウ素の欠乏や過剰を防ぐために、ホウ素の輸送体の存在量や細胞内局在を制御し、植物体内のホウ素の恒常性を維持するための機構をもつ。ホウ素の輸送体のうち、シロイヌナズナの排出型ホウ酸輸送体BOR1は、低ホウ素条件の根に発現し、中心柱側の細胞膜に偏って局在することが知られている。この細胞膜上でのBOR1の偏在は、根から地上部への効率的なホウ素輸送に重要であると考えられている。一方、高濃度のホウ酸存在下でBOR1タンパク質はユビキチン化修飾を受け、液胞へ輸送されることで分解される。ホウ素に応答したBOR1の分解は、植物体内へのホウ素の過剰蓄積を防ぎ、その毒性を免れるために重要であると考えられている。BOR1の「偏在」と「分解」を制御する分子機構を解明することで、植物がもつ様々な栄養輸送体の細胞内での挙動の理解とともに、輸送体の細胞内での存在量や局在を人為的に制御する応用が期待できる。これまでの研究で、クラスリンに依存した小胞輸送が、BOR1の細胞内輸送の鍵であることがわかってきていたが、クラスリン依存的な経路を駆動するアダプタータンパク質についての知見は限られていた。本研究で私は、BOR1の「偏在」と「分解」のそれぞれの制御機構に、AP-2とAP-4という異なるアダプタータンパク質が用いられていることを突き止めた。今後は、本研究課題で得られた知見を基に、ホウ素に応答したBOR1の液胞輸送に関わるエンドサイトーシス機構についてさらに解析し、BOR1の偏在/分解を制御する細胞内輸送システムの全容を明らかにしたい。

硼是植物必需的元素，缺硼会抑制植物生长。然而，过量的硼是有毒的。因此，硼缺乏或过量成为降低农作物品质和产量的因素。植物具有控制硼转运蛋白的丰度和细胞内定位并维持植物内硼稳态的机制，以防止硼缺乏或过量。在硼转运蛋白中，已知拟南芥外排硼酸盐转运蛋白 BOR1 在低硼条件下在根中表达，并定位于中央柱侧的细胞膜。 BOR1 在细胞膜上的这种不均匀分布被认为对于硼从根部到地上部分的有效运输很重要。另一方面，在高浓度硼酸存在下，BOR1蛋白被泛素化修饰，转运至液泡并被降解。 BOR1 响应硼的降解被认为对于防止植物中硼过量积累并避免其毒性很重要。通过阐明控制BOR1“普遍分布”和“降解”的分子机制，我们将能够了解植物中各种营养转运蛋白的细胞内行为，以及转运蛋白的细胞内丰度和定位。人工控制这一点的应用是可以期待的。先前的研究表明，网格蛋白依赖性囊泡运输是 BOR1 细胞内运输的关键，但有关驱动网格蛋白依赖性途径的接头蛋白的知识却有限。在这项研究中，我发现不同的接头蛋白 AP-2 和 AP-4 用于控制 BOR1 的“普遍分布”和“降解”。今后，基于本研究项目中获得的知识，我们将进一步分析BOR1响应硼的液泡运输的内吞机制，并阐明控制BOR1定位/降解的整个细胞内运输系统。很清楚。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

A forward genetic approach to identify novel factors for boron-dependent endocytosis of a boron transporter, AtBOR1.

一种正向遗传学方法，用于识别硼转运蛋白 AtBOR1 的硼依赖性内吞作用的新因子。

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
IPNC-B Proceedings Book
影响因子：
0
作者：
Akira Yoshinari;Yuka Ogino;Tomoaki Sakamoto;Tetsuya Kurata;Satoshi Naito;Junpei Takano
通讯作者：
Junpei Takano

AP2-dependent and independent endocytosis distinctly regulate polar localization and degradation of a borate transporter BOR1 in Arabidopsis thaliana

AP2依赖性和独立的内吞作用明显调节拟南芥中硼酸转运蛋白BOR1的极性定位和降解

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Akira Yoshinari;Tetsuya Kurata;Tomoaki Sakamoto;Satoshi Naito;Junpei Takano
通讯作者：
Junpei Takano

ホウ酸トランスポーターBOR1の偏在と分解を制御する選択的エンドサイトーシス機構

控制硼酸转运蛋白 BOR1 普遍存在和降解的选择性内吞机制

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
下井果;鳥山達矢;小西健久;太田幸則;吉成晃
通讯作者：
吉成晃

Toward Understanding the Mechanisms of Boron Sensing and Polar Localization of Boron Transporters.

了解硼传感和硼转运蛋白极地定位的机制。

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
IPNC-B Proceedings Book
影响因子：
0
作者：
Junpei Takano;Shigeki Takada;Masataka Uehara;Shinji Wakuta;Akira Yoshinari;Sheliang Wang;Taro Amano;Taisei Tanaka;Yuka Ogino;Kyoko Miwa;Satoshi Naito
通讯作者：
Satoshi Naito

Mechanisms of the Polar Distribution of BOR1, a Borate/Boric Acid Exporter in Arabidopsis thaliana.

拟南芥硼酸盐/硼酸输出蛋白 BOR1 的极性分布机制。