根における鉄の還元：FROを越えて

以下もISINIPの講演要旨からの翻訳である。ドイツのガテスレーベンのNicoのグループが新しい遺伝子を見つけたようだ。論文が出るのが楽しみだ。


根における鉄の還元：FROを越えて
Vanessa Paffrath、Rodolfo A. Maniero、Yudelsy A. Tandron Moya、Nicolaus von Wirén、Ricardo F.H. Giehl
ライプニッツ植物遺伝学・作物植物研究研究所（IPK）、06466 ガーテスレーベン、ドイツ

シロイヌナズナのような非イネ科が根から土壌鉄の取り込む場合は、還元に基づく戦略に大きく依存している。この10年間、鉄欠乏状態のシロイヌナズナでは、様々なフェニルプロパノイド由来のクマリンの分泌が増加することが明らかにされてきた。クマリンは鉄のキレートを介してこの機能を発揮すると考えられてきたが、少なくとも in vitro では鉄を還元する能力を持つことから、非酵素的な鉄の還元を介して鉄の獲得を促進するのではないかと考えら れるようになった。我々は、この可能性に取り組むために、一連の化学的、生理学的、分子的、遺伝学的アプローチを組み合わせ、外部pHが個々のクマリンの合成を調節し、その特異的な鉄(III)キレートおよび還元活性にどのように影響を及ぼすかを調べた。その結果、 fraxetinと sideretin は低 pH で強い還元剤であり、低 Fe 供給環境で生育した変異体fro2植物の Fe 欠乏を補完できることが明らかになった。fro2 f6'h1-1 二重変異体では、クマリン合成と FRO2 活性が同時に破壊され、鉄取り込み欠損変異体 irt1 と同程度の成長不良と重度の鉄欠乏症状が認められた。また、fro2 f6'h1-1の鉄欠乏症状は、土壌中に十分な量のFeEDDHAを供給することで、ほぼ回復することが確認された。このように、FRO2 とクマリンは鉄（III）還元において相補的な機能を果たし、根が取り込むための鉄の大部分を生成する最も効率的なメカニズムであることが示された。一方我々はクマリン生合成や FRO2 の活性がない根端分裂組織において、鉄の酸化還元サイクルを維持するために重要な、比較的新しい細胞膜結合型アスコルビン酸依存性鉄（III）還元酵素を同定した。この新規タンパク質が、根の鉄の分布や鉄による酸化ストレスへの耐性に与える影響について議論する予定である。これらの結果は、植物が FRO を介した鉄(III)還元を支援または補完する新しいメカニズムに光を当て るものである。