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セリンアセチル転移酵素(SATase)は硫黄同化系の重要な中間体O-アセチルセリン(OAS)を供給する鍵酵素である。植物を用いた環境汚染物質の除去(ファイトリメディエイション)を目的として、システインによるフィードバック阻害を受けないように点変異したSATase遺伝子を高発現させたトランスジェニックシロイヌナズナを作製し、その硫黄同化能の向上とカドミウム耐性を検討した。
1.点変異SATase遺伝子を高発現するトランスジェニックシロイヌナズナの解析
システインによるフィードバック阻害を受けないSATaseを細胞質、あるいは葉緑体に局在させたトランスジェニックシロイヌナズナを作製し、SATaseにより生合成されるOASを定量したところ、トランスジェニック植物では野生型シロイヌナズナの数十倍に増加していた。それに伴い、システイン、グルタチオン量も野生型の数倍に増加していた。このことから変異SATase遺伝子を高発現させた植物では硫黄同化能の向上が確かめられ、含硫黄環境汚染物質や重金属に対する耐性が期待された。
2.トランスジェニック植物におけるカドミウム耐性
作製したトランスジェニックシロイヌナズナについて200μMカドミウムを含む培地で生育させカドミウムに対する抵抗性を検討した。その結果、葉緑体で高いSATase活性を持つトランスジェニックシロイヌナズナは野生型のものに比べカドミウムに対して著しい抵抗性を示した。一方細胞質で高いSATase活性を持つトランスジェニックシロイヌナズナのカドミウムに対する耐性は野生型と同程度であった。今後カドミウム添加時に生成される植物のファイトケラチン量の測定や、植物中に取り込まれたカドミウム量を測定することで、トランスジェニックシロイヌナズナにおけるカドミウム耐性機構を解明し、土壌からの有害重金属の除去への応用の可能性について検討する。
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