植物のニッケル及びマンガン超集積におけるZIP/NRAMPトランスポーターの役割

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昨年度の研究に引き続き、ニッケル超集積性植物タカネグンバイから単離した二価金属トランスポーターTjZNT1および2を、HAタグを取り除いた条件で酵母で発現した結果、ニッケル耐性はTjZNT2のみ有することが明らかとなった。亜鉛輸送能を持ちニッケル耐性を持たないTjZNT1と、亜鉛輸送能は持たないがニッケル耐性を有するTjZNT2について、TjZNT1/2のキメラタンパク質および点変異体を用い、基質選択およびニッケル耐性に関与する領域の同定を試みた。その結果、TjZNT2のN末端領域が、Zn^<2+>輸送を妨げる自己疎外領域であることが示唆された。またN末端領域の置換はニッケル耐性能力も逆転し、TjZNT2の自己阻害領域はTjZNT2ニッケル耐性能にも関与していることが明らかとなった。本年度の研究により亜鉛輸送とニッケル耐性に何らかの関係があること、少なくともその調節が同じ領域で行われていることが明らかとなった。TjZNTlおよび2(HAタグ付き)をシロイヌナズナに導入し、第三世代までの組み換えラインを作成後、各トランスポーターの発現がシロイヌナズナのニッケル耐性と集積に与える影響について検討した。その結果、TjZNT2導入植物の根は野生株の約1.7倍のニッケルを集積した。以上の実験結果などより、植物体においてTjZNTl(HAtag付き)は、植物のシロイヌナズナ全体の耐性上昇、TjZNT2は地下部におけるニッケル集積に関与する可能性が示唆された。タカネグンバイ由来TjNRAMP4のシロイヌナズナでの発現系構築と発現植物体のNi輸送・集積能力の検討を行った。その結果、植物体ではTjNRAMP4は他のNRAMP同様液胞膜に存在し、液胞への金属の隔離に作用している可能性が示唆された。