レンゲをモデルとしたマメ科植物と根粒菌の相互作用の分子細胞学的解析

1. 根粒特異的プロテアーゼの解析 f32は、我々がレンゲソウより取得した根粒特異的遺伝子で、プロテアーゼをコードしている。f32タンパクは、根粒内の老化した細胞で発現し、不用になった細胞成分を分解・転流し、再利用するために機能すると考えている。この仮説を検証するために、根粒形成・分化過程におけるf32の発現をノーザン法で検討した。根粒菌感染直後はほとんど発現していないが、菌感染後、14日以降で発現が強くなり、30日以降の成熟・老化した根粒で最も強く発現した。また、in situハイブリダイゼーションで発現を調べたところ、根粒先端の感染直後の細胞ではシグナルは弱かった。しかし、根粒基部の老化した細胞では強いシグナルが認められた。根粒内にあっても、菌が未感染の細胞では有意なシグナルは得られなかった。これらの結果は、f32が老化した細胞において機能するという仮説を支持している。2. シロイヌナズナよりのダイナミン様遺伝子AS-1の取得 AS-1は、レンゲソウ根粒より取得した遺伝子で、ダイナミンに高い相同性を持ち、根粒中での膜輸送への関与等が考えられる。機能解析にむけ、cDNAライブラリー及びゲノムDNAよりAS-1遺伝子の全長の取得を試みたが、困難であったため、シロイヌナズナよりAS-1ホモログを取得した。シロイヌナズナのゲノムDNAよりのインバースPCR、及びRT-PCR法を用いて、シロイヌナズナAS-1遺伝子のうち約2.5kbpの配列を決定した。シロイヌナズナとレンゲのAS-1は、相同性がアミノ酸レベルで80%以上と非常に高く、また、ダイナミンに特徴的なGTP結合配列およびPH領域を含んでいた。AS-1は膜構造と作用して働く、GTPaseであることを示している。

1. 根粒特異的プロテアーゼの解析 f32は、我々がレンゲソウより取得した根粒特異的遺伝子で、プロテアーゼをコードしている。f32タンパクは、根粒内の老化した細胞で発現し、不用になった細胞成分を分解・転流し、再利用するために機能すると考えている。この仮説を検証するために、根粒形成・分化過程におけるf32の発現をノーザン法で検討した。根粒菌感染直後はほとんど発現していないが、菌感染後、14日以降で発現が強くなり、30日以降の成熟・老化した根粒で最も強く発現した。また、in situハイブリダイゼーションで発現を調べたところ、根粒先端の感染直後の細胞ではシグナルは弱かった。しかし、根粒基部の老化した細胞では強いシグナルが認められた。根粒内にあっても、菌が未感染の細胞では有意なシグナルは得られなかった。これらの結果は、f32が老化した細胞において機能するという仮説を支持している。2. シロイヌナズナよりのダイナミン様遺伝子AS-1の取得 AS-1は、レンゲソウ根粒より取得した遺伝子で、ダイナミンに高い相同性を持ち、根粒中での膜輸送への関与等が考えられる。機能解析にむけ、cDNAライブラリー及びゲノムDNAよりAS-1遺伝子の全長の取得を試みたが、困難であったため、シロイヌナズナよりAS-1ホモログを取得した。シロイヌナズナのゲノムDNAよりのインバースPCR、及びRT-PCR法を用いて、シロイヌナズナAS-1遺伝子のうち約2.5kbpの配列を決定した。シロイヌナズナとレンゲのAS-1は、相同性がアミノ酸レベルで80%以上と非常に高く、また、ダイナミンに特徴的なGTP結合配列およびPH領域を含んでいた。AS-1は膜構造と作用して働く、GTPaseであることを示している。