極限栄養環境に適応するための植物代謝制御機能の解明

2大栄養素である糖(炭素, C)と窒素(N)は, 植物の代謝において密接な関わりを有している。植物は細胞内の炭素および窒素代謝物の相対量比(C/Nバランス)を感知し, 環境に適応する能力, すなわちC/N応答機構を備えている。C/Nは植物の代謝および成長相の転換点までも制御する重要な栄養シグナルであるが, 未だそのシグナリング機構は未知である。本研究は, モデル植物シロイヌナズナを用いて, C/N応答制御機構の分子メカニズムの解明を目指している。私たちは, 既にC/N応答制御分子としてユビキチンリガーゼ(E3)をコードする分子SUPER SURVIVAL1(SSV1)の単離に成功しており, さらにユビキチン化タンパク質の分解装置である26Sプロテアソームの特定のサブユニットの変異が, C/N応答異常を引き起こすことを明らかにしている。今年度は, SSV1の標的タンパク質の検索を行った。ユビキチンリガーゼ活性を欠損させた点変異SSV1-FLAG導入シロイヌナズナを出発材料に, FLAG抗体による精製, MS解析を実施した。その結果, 標的タンパク質候補Xが同定された。このXとSSV1との相互作用については, 酵母two-hybrid系, トランジェント共免疫沈殿実験, in vitroユビキチン化アッセイ等を用いて証明した。現在は, このタンパク質xの機能性に関する検討を実施している。これと並行して, SSV1の機能性についての解析を継続した。この遺伝子は, ATLファミリーに属するので, ATLファミリー遺伝子についての検討を実施した。特に, SSV1, ATL6遺伝子と植物免疫との関連性を明らかにした。

2大栄養素である糖(炭素, C)と窒素(N)は, 植物の代謝において密接な関わりを有している。植物は細胞内の炭素および窒素代謝物の相対量比(C/Nバランス)を感知し, 環境に適応する能力, すなわちC/N応答機構を備えている。C/Nは植物の代謝および成長相の転換点までも制御する重要な栄養シグナルであるが, 未だそのシグナリング機構は未知である。本研究は, モデル植物シロイヌナズナを用いて, C/N応答制御機構の分子メカニズムの解明を目指している。私たちは, 既にC/N応答制御分子としてユビキチンリガーゼ(E3)をコードする分子SUPER SURVIVAL1(SSV1)の単離に成功しており, さらにユビキチン化タンパク質の分解装置である26Sプロテアソームの特定のサブユニットの変異が, C/N応答異常を引き起こすことを明らかにしている。今年度は, SSV1の標的タンパク質の検索を行った。ユビキチンリガーゼ活性を欠損させた点変異SSV1-FLAG導入シロイヌナズナを出発材料に, FLAG抗体による精製, MS解析を実施した。その結果, 標的タンパク質候補Xが同定された。このXとSSV1との相互作用については, 酵母two-hybrid系, トランジェント共免疫沈殿実験, in vitroユビキチン化アッセイ等を用いて証明した。現在は, このタンパク質xの機能性に関する検討を実施している。これと並行して, SSV1の機能性についての解析を継続した。この遺伝子は, ATLファミリーに属するので, ATLファミリー遺伝子についての検討を実施した。特に, SSV1, ATL6遺伝子と植物免疫との関連性を明らかにした。