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生体膜共役輸送系は、栄養の取り込みや老廃物の排出に働き、細胞存続の基盤となる輸送系である。H＋共役型とNa＋共役型が知られていて、植物と動物を区別する大きな要素である。我々は陸上植物の祖先種とされるシャジクモのリン酸輸送系はNa＋共役型であることを報告し、細胞膜型リン酸輸送体遺伝子を単離し、それが高等植物の細胞膜リン酸輸送体全ての祖先型であることを見出した。本研究では、この共役輸送系の進化を明らかにするために、シャジクモ類のさらなる祖先種として、海水から汽水までの多様な環境で生育できる緑藻類の一つアオサ類の栄養塩輸送機構に着目し、遺伝子解析と膜輸送生理解析を組み合わせ、海藻の生体膜共役輸送系の分子基盤と進化を明らかにすることで、海水環境→淡水環境→陸上という、光合成生物の生態の進化を、生体膜共役輸送系という分子の言葉で記述することを目指した。
本年度は、昨年度の最後の実験に引続き、実験材料Ulva compressa（ヒラアオノリ）の、Na＋欠乏条件の生育下において、これまで多くの植物で知られていた膨圧によるイオン調節機構とは異なる機構が存在することを見いだし、その解析を検討した。また、シャジクモのリン酸輸送系として単離した遺伝子CbPht1が、本当にNa＋共役輸送系かどうかの機能解析を、アフリカツメガエルの未受精卵を用いて、放射性同位体によるフラックス測定と電気生理学的解析の二つの方面からNa+依存性の確定実験を行った。
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