Molecular analysis on the function and expression pattern of monosaccharide transporters in sugi (Cryptomeria japonica)

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本研究は、針葉樹における単糖膜輸送の機構を分子レベルで解明し、成長・生理機能に対する単糖膜輸送の役割を明らかにすることを目的としている。本年度は、スギからSTP（sugar transport protein）型の単糖トランスポーターをコードする遺伝子であるCjSTP4を新たに単離し、解析を行った。配列解析の結果、CjSTP4がコードするタンパク質は12個の膜貫通部位を持ち、N末端とC末端が膜の内側に存在すると推定された。この推定膜貫通構造は、他のSTPトランスポーターと一致した。機能解析では、酵母の単糖取り込み能欠損株（EBY.VW4000株）を用いた相補性試験を行った。その結果、CjSTP4をEBY.VW4000株で発現させると各種の単糖（グルコース、フルクトース、ガラクトース、マンノース）が唯一の糖供給源の培地で生育できるようになった。このことから、CjSTP4は単糖の取り込み活性を持つことが明らかとなり、単糖の種類に対する特異性は緩やかであると考えられた。また、CjSTP4によるグルコース取り込みは脱共役剤のカルボニルシアニド-m-クロロフェニルヒドラゾンによって阻害された。このことから、CjSTP4は単糖/プロトン共輸送トランスポーターである可能性が示唆された。発現解析では、スギの針葉、内樹皮、根、雄花、雌花などの各部位におけるCjSTP4の発現量を定量RT-PCRにより解析した。その結果、CjSTP4の発現は解析を行ったすべての部位で確認された。また、雄花で高い発現が見られた。CjSTP4はスギ樹体内の様々な部位、特に雄花の細胞において単糖膜輸送に関与していると考えられた。