ユリの雄性配偶子特異的ヒストンの発現解析

• Project/Area Number: 09740605
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 植物生理
• Research Institution: Akita Prefectural College of Agriculture
• Principal Investigator: 上田 健治 (上田 建治) 秋田県立農業短期大学, 生物工学研究所, 助手 (80279504)
• Project Period (FY): 1997 – 1998
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1998)
• Budget Amount: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000); Fiscal Year 1998: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 1997: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
• Keywords: 遺伝子発現 / 花粉 / 細胞分化 / cDNA / 特異的ヒストン / ヒストン / 雄性配偶子

Research Abstract

高等植物の花粉内に存在する雄性配偶子細胞(精細胞と雄原細胞)の核は、動物の精子核同様、高度な凝縮型である。これまでに、申請者らはユリの雄原核に特異的に存在する3種のヒストン変種(gH2A、gH2B、gH3)を見いだし、これらのcDNAの単離に成功した。これら3種の遺伝子産物の一次構造を体細胞型ヒストンのそれと比較したところ、非常に特殊化されたヒストン種であった。本申請研究では、雄性配偶子分化の過程におけるこれら特異的ヒストン種の発現解析をおこなった。
ユリの各花粉発生過程でのノーザン解析をおこなった結果、これらの遺伝子は花粉母細胞や小胞子(一核性花粉細胞)では発現せず、3種とも雄原細胞が形成された後の二細胞性花粉でのみ発現することが明らかとなった。次に、in situハイブリダイゼーション法によって発現部位の特定を試みたところ、3種の遺伝子発現を示すシグナルは、ともに花粉内の雄原細胞の細胞質からのみ得られた。以上の結果から、gH2A、gH2B、gH3は雄原細胞内で特異的に発現する遺伝子であることが明らかとなった(論文投稿中)。
本年度は主にプロモーター領域単離に重点を置いたが、単離までには至らなかった。これは、通常用いられる高純度なDNAの単離・精製法がユリでは十分に精製できないことに起因すると考えられた。そこで、ユリの若い葉から核を単離し、その単離核をDNA抽出の出発材料とすることで高純度のDNAを単離することがようやく可能となった。この方法によれば、多糖類だけでなくオルガネラDNAの混入が最小限に抑えられるため、現在、PCR方を用いてプロモーター領域のクローン化に全力をあげている。
今後は、これらヒストン遺伝子のプロモーター領域を単離することによって、特異的ヒストンの転写調節因子の単離、さらには雄性配偶子の分化因子に迫りたいと考えている。