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地球上に普遍的かつ多量に存在するNa^+はその必要性が動物と植物で大きく異なっている。これまで、Na^+の必須性が明らかでないことから、植物細胞におけるNa^+の働きや、Na^+環境の認識/維持機構についての研究はほとんど存在しない。多くの植物では、過剰のNa^+の存在が、塩害として成長に阻害的に働くことが強調されてきた。本研究では、これまでの実験事実を基に、植物細胞がNa^+を必要とするのはどのような条件か、Na^+を必要とするのはどのような機構か、Na^+環境の認識はどのように行われているか、Na^+濃度の調節はどのように行われているかを、生体膜輸送機構を中心に、細胞・分子レベルで明らかにすることを目指している。
本年度は、マングローブ培養細胞を材料に、外界Na^+濃度の上昇に際して細胞内のNa^+濃度の調節に働く、液胞膜と細胞膜のNa^+/H^+アンチポーターの分子構造を明らかにし、細胞内Na^+濃度がその活性とリンクして変動することを明らかにした。また、細胞膜でNa^+/H^+アンチポーターを駆動するH^+-ポンプ遺伝子の解析を進めた。
我々は、シャジクモ節間細胞の細胞膜にNa^+駆動型リン酸輸送体が存在することを明らかにしているが、その分子の誘導機構を検討し、この輸送体の誘導には、外部のリン酸環境のみならず、駆動イオンであるNa^+が必須であること、Na^+の有無によって、リン酸の存在とは独立に誘導結果が調節されることを明らかにした。現在、この輸送体の遺伝子を単離することで、Na^+がその誘導にどのように機能しているかを検討する予定である。
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