| 研究概要 |
重金属汚染土壌の修復の手法として、植物を用いたバイオレメディエーションの重要性が指摘されている。本研究では、重金属キレート物質を含む多種多様な植物の有用二次代謝物の構成成分である硫黄の原料となる硫酸の代謝を理解するため、アラビトプシスを用いた硫酸トランスポーターの機能解析を行った。本研究で特に着目したのは、外界から取り入れた硫酸イオンを地上部に輸送する際に、重要となる根の維管束組織で発現する輸送担体である。根と地上部を繋ぐ維管束組織は、植物全体の硫酸イオンの代謝メカニズムを理解する上で、最も重要な因子である。現在アラビドプシスのゲノム上の14種類の硫酸イオントランスポーターのうち、維管束の内鞘細胞で発現する輸送担体は、SUTR2;1、SULTR3;5とSULR4;1およびSULR4;2の4種類であった。このうち、前者2種については、細胞膜で発現し、後者2種については液胞膜で発現することを示し、さらに詳細な解析を行った。
これまで機能未知であったグループ3に属するSULTR3;5については、単独では吸収活性を示さないものの、同じ組織で発現するSUTR2;1との共存下では、SUTR2;1単独に比較して、3倍もの高い吸収活性を有し、吸収促進因子としての機能が示された。変異体植物を用いた研究により、S欠乏時にSU:LTR3;5と協調して、維管束のアポプラストに取り残された硫酸イオンを積極的に細胞内に取り入れて、有効利用していると考えられた。
液胞膜局在型硫酸イオン輸送担体SULTR4は、液胞内の硫酸イオンを細胞質に排出する輸送担体であることが示された。植物を用いた地上部への硫酸イオン輸送実験により、SULTR4;1,およびSULTR4;2は、積極的に液胞内の硫酸イオンを排出することにより、植物体内における硫酸イオンを制御していることを明らかにした。
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