ホウ酸輸送体ＢＯＲ１の分解／偏在メカニズムの解明

点击翻译按钮获取中文摘要

ホウ素は植物の必須元素であり、ホウ素の欠乏は植物の生育を阻害する。しかしながら、過剰量のホウ素は毒性を示す。そのため、ホウ素の欠乏および過剰は、農作物の品質や収量を低下させる要因となる。植物は、ホウ素の欠乏や過剰を防ぐために、ホウ素の輸送体の存在量や細胞内局在を制御し、植物体内のホウ素の恒常性を維持するための機構をもつ。ホウ素の輸送体のうち、シロイヌナズナの排出型ホウ酸輸送体BOR1は、低ホウ素条件の根に発現し、中心柱側の細胞膜に偏って局在することが知られている。この細胞膜上でのBOR1の偏在は、根から地上部への効率的なホウ素輸送に重要であると考えられている。一方、高濃度のホウ酸存在下でBOR1タンパク質はユビキチン化修飾を受け、液胞へ輸送されることで分解される。ホウ素に応答したBOR1の分解は、植物体内へのホウ素の過剰蓄積を防ぎ、その毒性を免れるために重要であると考えられている。BOR1の「偏在」と「分解」を制御する分子機構を解明することで、植物がもつ様々な栄養輸送体の細胞内での挙動の理解とともに、輸送体の細胞内での存在量や局在を人為的に制御する応用が期待できる。これまでの研究で、クラスリンに依存した小胞輸送が、BOR1の細胞内輸送の鍵であることがわかってきていたが、クラスリン依存的な経路を駆動するアダプタータンパク質についての知見は限られていた。本研究で私は、BOR1の「偏在」と「分解」のそれぞれの制御機構に、AP-2とAP-4という異なるアダプタータンパク質が用いられていることを突き止めた。今後は、本研究課題で得られた知見を基に、ホウ素に応答したBOR1の液胞輸送に関わるエンドサイトーシス機構についてさらに解析し、BOR1の偏在/分解を制御する細胞内輸送システムの全容を明らかにしたい。