栄養素輸送体の制御機構

栄養素を輸送するトランスポーターの制御機構

植物は根で栄養素(ミネラル)を吸収し、体内を運んで利用しています。各ミネラルは植物の成長に必要ですが、多すぎる蓄積は毒になります。植物は、多種の輸送体 (トランスポーター) をさまざまな細胞の特定の膜コンパートメントに適量配置することで効率よくミネラルを運んでいます。私たちは、ホウ素 (ホウ酸) トランスポーターを発見し、それらが細胞の特定の側の細胞膜に偏って局在することや、ホウ酸濃度の上昇に応答してエンドサイトーシスにより分解されることなどを明らかにしてきました。現在はこれらの現象の分子メカニズムについて、蛍光タンパク質を利用したトランスポーターやバイオセンサーのライブイメージングなど、"観る"ことを重視した研究を展開し理解を進めています。基礎研究の成果を生かし、ミネラル利用効率の高い植物や有害元素の吸収を低減した植物の分子育種にも取り組んでいます。

トランスセプターに
よるホウ素センシング

Yoshinari et al.
The Plant Cell
大阪府大プレスリリース
(2020年12月16日)

ホウ酸チャネルの
偏在メカニズム

Wang et al.
The Plant Cell
大阪府大プレスリリース
​(2017年3月27日)

ホウ素利用と
輸送体の進化

生命金属科学
ニュースレター10

​(2020年7月1日)

植物における生命金属と
有害金属の動態

(ホウ素、鉄、有害金属)
生命金属科学 研究最前線
ビデオシリーズ4

(2021年8月19日)

私たちは必須ミネラルであるホウ素の輸送メカニズムを解明してきました。ミネラルの輸送機構を理解することは、ミネラルの欠乏や問題を克服し、持続的な農業を実現するために重要です。 ホウ酸輸送体は細胞膜上で偏ることで効率的にホウ酸を輸送します。私たちは極性輸送や選択的エンドサイトーシスなど細胞内輸送メカニズムの解明を目指しています。 ホウ酸トランスポーターBOR1は高濃度のホウ素に応答しエンドサイトーシスされ分解されます。これはホウ酸の運びすぎによる過剰害を予防する仕組みです。私たちは、細胞もしくはトランスポーターそのものがホウ酸濃度を感知するメカニズムを研究しています。カリウムについても研究を進めています。 輸送体を利用して実ならルの欠乏や過剰に強い植物を育てることができます。私たちは、輸送体の改変の効果をシロイヌナズナにおいて試しつつ、カラシナなど作物への応用を進めています。