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本研究の目的は、オオムギ根における高親和性硝酸輸送系を構成する2つのタンパク質(HvNRT2.1およびHvNAR2.3)の機能発現機構について、組織細胞生物学的に明らかにすることである。2つのタンパク質は、硝酸吸収の際に根の細胞膜上において何らかの相互作用をして機能すると予想されている。26年度には、両タンパク質が根の皮層域における最も外側の細胞層の細胞膜に共通して存在していることを免疫組織化学的に明らかにした。27年度には、細胞膜から露出していると予測されるHvNRT2.1のC末端断片(HvNRT2.1c)およびHvNAR2.3の中央断片(HvNAR23cent)の相互作用をアフイニテイーカラム法で解析したところ、両タンパク質断片がカラム内で相互作作用することを明らかにした。さらに、HvNRT2.1の463番目のセリン残基が相互作用に重要であることが示唆された。28年度には、細胞内におけるHvNRT2.1とHvNAR2.3の相互作用をBiFC法で解析した。すなわち、HvNRT2.1と分割YFPとの融合タンパク質(nYFP:HVNRT2.1)およびHvNAR2.3と分割YFPとの融合タンパク質(HvNAR2.3:cVFP)をタマネギ表皮細胞において同時に発現させた。その結果、再構成されたYFPによる蛍光が細胞膜上に観察され、HvNRT2.1とHvNAR2.3が相互作用して細胞膜上に局在することが示唆された。
29年度には、HvNRT2.1とGFPとの融合タンパク質(HvNRT2.1:GFP)およびHvNAR2.3とDsRedとの融合タンパク質(HvNAR2.3:DsRed)をタマネギ表皮細胞に個別に発現させたところ、個別のタンパク質単独では細胞膜に局在できないことが明らかになった。この結果より、2つのタンパク質が細胞膜に配置されるためにはお互いを必要とすることが示唆された。
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