ユビキチンリガーゼによる膜交通の制御を介した新規栄養応答制御機構の解明

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本研究では，植物の膜局在型ユビキチンリガーゼATL31による，SNAREタンパク質を介した炭素（C）窒素（N）栄養応答制御機構の解明を目指して解析を進めた。SNAREタンパク質は膜融合の実行因子であり，真核生物に広く保存された膜交通制御の鍵因子として知られる。今年度までの解析により，シロイヌナズナのTGN局在型SNAREタンパク質SYP61が，in vitroおよび植物体内においてATL31によってユビキチン化されることを明らかにした。機能抑制変異体を用いた生理学的解析から，SYP61がATL31と同様にC/N栄養ストレス応答の制御に関わることを明らかにした。MS解析によってSYP61のユビキチン化サイトも同定し，ユビキチン化サイト変異型SYP61を自身のプロモーター化で発現する植物体の作出を昨年度から進めているが，野生型SYP61と比べて形質転換効率が悪く，こちらはラインの確立の途上にある。このことはSYP61のユビキチン化が植物の生育に重要な役割を担うことを示唆しているとも考えられる。本研究では，さらにSYP61のK63鎖を含むユビキチン化レベルが培地中のC/N栄養条件に応じて変動することも発見した。また昨年度実施したプロテオミクスにより，C/N栄養応答における積荷の候補因子も明らかになりつつある。以上のように，本研究によって，SNAREタンパク質のユビキチン化が植物のC/N栄養応答において重要な役割を担うことが示唆された。