植物におけるビタミンB2代謝調節機構とその生理的意義の解明

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ビタミンB2であるリボフラビンを前駆体とするFADやFMNは、生物のあらゆる生理機能に重要な補酵素であるため、細胞内レベルは恒常的に維持されている。植物においてリボフラビンは葉緑体のみで合成され、各オルガネラに輸送された後にFADやFMNが合成されると考えられる。しかしながら、これらフラビン化合物のオルガネラ間、また植物の組織間における輸送機構については全く不明である。そこで我々は、シロイヌナズナにおけるフラビン化合物の輸送体を同定するために、ある輸送体ファミリーに注目して解析を行ってきた。まず、複数の遺伝子から構成される輸送体ファミリー遺伝子の中で、フラビン化合物輸送体が存在するかどうかを検討するために、低濃度のフラビン添加条件下では生育できない酵母変異体にこれら輸送体遺伝子を形質転換し、その生育を調べた。その結果、2種類の輸送体遺伝子導入株において、低濃度フラビン添加条件でも生育可能にまで回復することがわかった。そこで、それらの輸送体導入酵母を用いて、フラビン輸送活性を調べた結果、両方の輸送体候補遺伝子導入株においては、顕著なフラビン取り込み活性が認められた。このことから、同定した2種類のフラビン輸送体候補遺伝子は、少なくとも酵母内ではフラビン輸送体として機能することが明らかになった。そこで現在、これら候補遺伝子が実際に植物細胞内においてもフラビン輸送体として機能しているかについて、シロイヌナズナT87培養細胞や、植物体を用いて詳細な解析を行なっている。