イネアルミニウムトランスポーターの同定

抄録

アルミニウムイオン（Al）はすべての生物にとって毒性を示すが、どのようにして細胞の中に進入するのかは、まだ明らかにされていない。本研究では、イネからアルミニウムトランスポーター(Nrat1)を単離し、機能解析を行った。Nrat1(Nramp Aluminum Transporter 1)はNrampファミリーに属し、根で発現していた。またその発現はAlによって増大した。Nrat1の局在性を抗体染色で調べた結果、根の先端ではすべての細胞、基部では表皮以外のすべての細胞の細胞膜に局在していた。OsNrat1を酵母に発現すると、Al感受性が高くなった。また酵母へのAlの取り込み量もNrat1の発現によって増加した。しかし、他の2価金属（マンガン、鉄、カドミウム）に対しては輸送活性を示さなかった。さらにAl-クエン酸やAl-シュウ酸複合体に対する輸送活性も示さなかった。Nrat1が破壊されたイネでは、Al耐性が野生型に比べ弱くなった。しかし、他の金属（CdとLa）に対する耐性は変わらなかった。また細胞内のAl濃度を比較すると、Nrat1破壊株では、野生型に比べ低くなっていた。一方でNrat1をイネに過剰発現した結果、アルミニウム耐性が弱くなり、根のアルミニウム濃度も高くなっていた。これらの結果はNrat1がアルミニウムイオンを特異的に輸送するトランスポーターであることを示している。