細胞膜プロトンポンプ活性のライブイメージング技術の確立と応用

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K07443
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物分子・生理科学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 高橋 宏二 名古屋大学, 理学研究科, 助教 (40283379)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: プロトンポンプ / オーキシン / 酸成長

研究成果の概要

植物の生命活動に重要な細胞膜H+-ATPase（プロトンポンプ）の活性状態を可視化するために、H+-ATPaseと14-3-3タンパク質の二分子間相互作用を利用した蛍光共鳴エネルギー移動（FRET）や円順列変異体型蛍光タンパク質を利用したG-CaMP型のセンサータンパク質の作出をこころみた。細胞レベルでの解析により、プロトンポンプ活性化剤の処理でシグナル強度の変動が認められたため、形質転換植物体においてセンサータンパク質の機能評価を行っているが、実用化レベルには至っていない。今後、センサータンパク質の構成要素を再検討し、活性化状態の可視化の実現を目指す。

自由記述の分野

植物生理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

細胞膜プロトンポンプの活性状態は、特異抗体を用いたウエスタンブロットや免疫組織染色により細胞膜プロトンポンプのリン酸化状態をモニターすることでより直接的に活性状態を知ることができるが、操作が煩雑であることや操作中の脱リン酸化などにより正確なリン酸化状態をモニターすることが技術的に難しいこと、また、生きた組織や細胞における細胞膜プロトンポンプのリン酸化状態を知ることはできなかった。本研究の結果により、いまだ実用化レベルには至っていないがリアルタイムに活性化状態を可視化できる可能性を示唆することができた。本システムの実用化後、可視化された活性を指標にプロトンポンプ活性制御の機構解明を目指す。