ルジグラス培養細胞内及び、アルミニウムと相互作用する蛋白質

• 担当機関: 科学技術振興事業団
• 研究期間: 1998～1998
• 発行年度: 1998
• 要約: 亜熱帯牧草ルジグラスの培養細胞は酸性耐性を示し、また酸性条件下でアルミニウムが高効率で細胞内に取り込まれ、アルミニウムの一部は蛋白質と相互作用する。
• 背景・ねらい: わが国は酸性土壌が広く分布し、オオムギ、コムギ、ダイズなどの主要作物は生育阻害を受ける。一方亜熱帯牧草のルジグラスは酸性土壌で生育が旺盛であり、土壌中の酸性とアルミニウムストレスにより生育を亢進させる機構を持つことが推定されている。しかし、アルミニウム耐性機構を分子レベルで解明するために再現性の良い実験系が確立されていない。以上から、酸性耐性を示し、酸性条件でアルミニウムを細胞内に取り込む細胞培養系を確立し、アルミニウムの細胞内でのタンパク質に関する動態を解明する。

成果の内容・特徴

1. ルジグラス完熟種子由来のカルスをうらごしで小細胞塊とし、1/2MS培地で細胞培養すると、通常条件（pH5.8）に比べて酸性条件（pH3.5から4.5）では、細胞の重さを２倍にするために要する時間は約１/２であり，また培養２５日後ではその最大重量は通常条件より大きい(図1)。
   
2. ルジグラス細胞を1日間ｐH4.0で培養すると、²⁶アルミニウムは細胞内に高効率（投与した²⁶アルミニウムの約２％）で取り込まれる(図2)。
   
3. 細胞内に取り込まれた²⁶アルミニウムを未変性蛋白質電気泳動分析し、電気泳動ゲルを分画し、それぞれに含まれる²⁶アルミニウム量をタンデム質量分析用加速器で測定すると、蛋白質と相互作用したアルミニウムのピークがいくつか示される(図3)。
   

成果の活用面・留意点

1. アルミニウム耐性機構を、細胞レベルで解明する系として利用できる。
   
2. 蛋白質の抽出、分析時には、蛋白質分解酵素阻害剤のPefablocSC（1mg/ml）とchymostatin（20μg/ml）を添加する必要がある。
   

• カテゴリ: 亜熱帯 大麦 大豆