根毛と膜輸送システムから解く植物の無機イオン吸収と蓄積の機構

私は、植物の無機イオンや水の吸収と蓄積の詳細なメカニズムを明らかにするために、膜輸送システムと根毛に注目し、実験の過程で見出した新規タンパク質に焦点をあて、研究を進めている。下記、２項目に分け本年度の実施状況を記述する。(1) 1年度目に中心的に進めていた新規な無根毛株を用いた実験の過程で、プロテオミクス解析により、リン酸欠乏時の根毛にのみ検出されたタンパク質を見出し、SRPP (Seed and Root-hair Protective Protein)と名付けた。 まず、機能欠失株を入手し、野生株と表現型を比較することにより、SRPPは乾燥などのストレスから根毛や胚、花粉を保護する役割をしているのではないかと推定した。さらに、GFPを融合させたSRPPタンパク質の局在を観察行い、細胞壁に局在していることが分かった。遺伝子欠失株srppの電子顕微鏡での観察により、SRPPは正常な細胞壁の構築に関与していると考えられた。これらの成果を論文として今年度発表した。現在、コムギ胚芽抽出物を用いた無細胞系でSRPPタンパク質を合成・精製し、生化学的特性の解析を進めている。(2) 当研究室で見出した新規カルシウム結合タンパク質PCaP1は、既知のカルシウム結合ドメインを持たない天然変性領域の多いタンパク質である。PCaP1は植物の全組織に恒常的に発現しているが、機能欠失株pcap1において顕著な表現型は見つかっていなかった。地上部においてはPCaP1が気孔の閉鎖に関与していることを見出し、昨年度に論文発表を行ったが、根における機能は未解明であった。そこで、根の機能に焦点を当てて解析したところ、pcap1では水分屈性に異常を示すことを見出した。pcap1の重力屈性は正常であることから、PCaP1は根の屈曲ではなく、水分屈性に特異的に関与していることが分かった。

私は、植物の無機イオンや水の吸収と蓄積の詳細なメカニズムを明らかにするために、膜輸送システムと根毛に注目し、実験の過程で見出した新規タンパク質に焦点をあて、研究を進めている。下記、２項目に分け本年度の実施状況を記述する。(1) 1年度目に中心的に進めていた新規な無根毛株を用いた実験の過程で、プロテオミクス解析により、リン酸欠乏時の根毛にのみ検出されたタンパク質を見出し、SRPP (Seed and Root-hair Protective Protein)と名付けた。 まず、機能欠失株を入手し、野生株と表現型を比較することにより、SRPPは乾燥などのストレスから根毛や胚、花粉を保護する役割をしているのではないかと推定した。さらに、GFPを融合させたSRPPタンパク質の局在を観察行い、細胞壁に局在していることが分かった。遺伝子欠失株srppの電子顕微鏡での観察により、SRPPは正常な細胞壁の構築に関与していると考えられた。これらの成果を論文として今年度発表した。現在、コムギ胚芽抽出物を用いた無細胞系でSRPPタンパク質を合成・精製し、生化学的特性の解析を進めている。(2) 当研究室で見出した新規カルシウム結合タンパク質PCaP1は、既知のカルシウム結合ドメインを持たない天然変性領域の多いタンパク質である。PCaP1は植物の全組織に恒常的に発現しているが、機能欠失株pcap1において顕著な表現型は見つかっていなかった。地上部においてはPCaP1が気孔の閉鎖に関与していることを見出し、昨年度に論文発表を行ったが、根における機能は未解明であった。そこで、根の機能に焦点を当てて解析したところ、pcap1では水分屈性に異常を示すことを見出した。pcap1の重力屈性は正常であることから、PCaP1は根の屈曲ではなく、水分屈性に特異的に関与していることが分かった。