メロンのエチレン受容体Cm-ERS1とCm-ETR1の生化学的機能解析

植物のエチレン感受性調節において、エチレン受容体が重要な役割を果たしていると考えられている。エチレン受容体をコードする遺伝子は、シロイヌナズナで単離されてから、現在では多くの植物種で単離されている。そして、受容体遺伝子の発現は植物の発達時期や器官特異的に調節されていることが明らかにされている。しかし、タンパク質レベルでの機能解析は殆ど行われていない。タンパク質レベルの研究は、アメリカのNew Hampshire大学Schaller教授のグループと本受入研究者のグループで行われているのみである。それらの予備的研究によれば、植物のエチレン感受性調節には受容体のタンパク質レベルでの発現調節や機能調節がより重要であることが示唆されている。機能調節の中で、特に二量体や多量体の形成が重要であると考えられているが、シロイヌナズナAt-ETR1とメロンCm-ERS1で同質二量体のin vivoでの形成が報告されている以外は情報がない。本研究では、受入研究者らが解析を進めているメロンのエチレン受容体遺伝子Cm-ETR1とCm-ERS1を用いてエチレン受容体の発現調節や機能調節をタンパク質レベルで研究する。本年度は、メロンから単離したETR-IIサブファミリーに属する受容体遺伝子Cm-ETR2の細胞内局在に関する解析を行った。細胞レベルでの局在解析では、小胞体(ER)と細胞膜(PM)への局在が観察された。実生の子葉では主にERへの局在、本葉ではERとPMへの局在が観察された。一方、果実では主にPMへの局在が観察された。現在までのシロイヌナズナとメロンの研究からサブファミリーI受容体は、主にERに局在することが報告されている(Chen et al.,2002;Ma et al.,2006)。一方、タバコのサブファミリーII受容体は、主にPMに局在することが報告されている(Xie et al.,2003)。シロイヌナズナやメロンのサブファミリーIエチレン受容体は、SS結合により二量体を形成することが報告されている。一方、サブファミリーIIエチレン受容体は、二量体形成はいままでのところ報告されていない。我々もCm-ETR2について二量体形成を検出しようと様々な実験を行ったが、二量体は検出できなかった。現在までの我々の研究から、二量体形成の有無がエチレン受容体の細胞内局在の違いに関与しているとの仮説を立て、今後の研究を進める予定である。

植物のエチレン感受性調節において、エチレン受容体が重要な役割を果たしていると考えられている。エチレン受容体をコードする遺伝子は、シロイヌナズナで単離されてから、現在では多くの植物種で単離されている。そして、受容体遺伝子の発現は植物の発達時期や器官特異的に調節されていることが明らかにされている。しかし、タンパク質レベルでの機能解析は殆ど行われていない。タンパク質レベルの研究は、アメリカのNew Hampshire大学Schaller教授のグループと本受入研究者のグループで行われているのみである。それらの予備的研究によれば、植物のエチレン感受性調節には受容体のタンパク質レベルでの発現調節や機能調節がより重要であることが示唆されている。機能調節の中で、特に二量体や多量体の形成が重要であると考えられているが、シロイヌナズナAt-ETR1とメロンCm-ERS1で同質二量体のin vivoでの形成が報告されている以外は情報がない。本研究では、受入研究者らが解析を進めているメロンのエチレン受容体遺伝子Cm-ETR1とCm-ERS1を用いてエチレン受容体の発現調節や機能調節をタンパク質レベルで研究する。本年度は、メロンから単離したETR-IIサブファミリーに属する受容体遺伝子Cm-ETR2の細胞内局在に関する解析を行った。細胞レベルでの局在解析では、小胞体(ER)と細胞膜(PM)への局在が観察された。実生の子葉では主にERへの局在、本葉ではERとPMへの局在が観察された。一方、果実では主にPMへの局在が観察された。現在までのシロイヌナズナとメロンの研究からサブファミリーI受容体は、主にERに局在することが報告されている(Chen et al.,2002;Ma et al.,2006)。一方、タバコのサブファミリーII受容体は、主にPMに局在することが報告されている(Xie et al.,2003)。シロイヌナズナやメロンのサブファミリーIエチレン受容体は、SS結合により二量体を形成することが報告されている。一方、サブファミリーIIエチレン受容体は、二量体形成はいままでのところ報告されていない。我々もCm-ETR2について二量体形成を検出しようと様々な実験を行ったが、二量体は検出できなかった。現在までの我々の研究から、二量体形成の有無がエチレン受容体の細胞内局在の違いに関与しているとの仮説を立て、今後の研究を進める予定である。