植物の鉄栄養制御

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オオムギから細胞質型とプラスチド型の2種のグルタチオン還元酵素遺伝子を単離した。グルタチオン還元酵素は、酸化型グルタチオンを還元して還元型グルタチオンに変換することにより、細胞内のレドックス制御に深く関与している酵素である。興味深いことに、我々が単離した2種のグルタチオン還元酵素遺伝子は、いずれも酸化ストレスを生じる鉄過剰ではなく、鉄欠乏に応答してその発現が誘導された。さらに、我々はイネから鉄欠乏によって強く発現が誘導されるグルタチオントランスポーター遺伝子、OsIGT1を単離した。アフリカツメガエル卵母細胞の系を用いて、このトランスポーターが酸化型グルタチオンを輸送することを明らかにした。プロモーターGUS解析により、この遺伝子は鉄欠乏の根の先端部、葉に発現していることが明らかとなった。T-DNA挿入により、OsIGT1の機能を欠失したイネ種子を韓国より入手した。鉄を除いた水耕栽培により、その表現型を解析したところ、鉄欠乏に感受性であることが確認された。グルタチオン還元酵素遺伝子や、グルタチオントランスポーター遺伝子の発現が鉄欠乏によって上昇する事実は、鉄濃度を感知する鉄センサーから遺伝子発現制御までの鉄栄養シグナル伝達経路と、グルタチオンを介したレドックス制御機構の間にクロストークが存在する可能性を示唆している。