オーキシンで誘導される遺伝子群の機能と発現制御の解析

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06454011
• Research Institution: University of Tokyo
• Principal Investigator: 高橋 陽介 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (90183855)
• Keywords: オーキシン / 転写制御 / 形質転換植物 / WD-40 / two-hybrid

Research Abstract

本研究では植物ホルモンとして最も多面的な作用を持つオーキシンで発現が制御される遺伝子群をクローン化しその機能並びに発現制御機構を調べることを目的としている。これまでにparA,parB,parCをタバコ葉肉細胞プロトプラストから、arcAをタバコ培養細胞BY-2からクローン化して解析してきた。本年度は以下のような成果があった。
WD-40repeatと呼ばれる分子内繰り返し構造を有するarcA産物は、様々な生体制御因子を構成員とするGβファミリーに属する。WD-40repeat構造はタンパク質間の相互作用のモチーフと考えられるので、酵母を用いたtwo-hybrid法によりarcA産物と相互作用すると思われるタンパク質のcDNAをクローン化した。その中の一つはK^+チャンネルのβサブユニットと高い相同性が認められた。
parCのオーキシン応答を制御するシス領域を決定した。点突然変異を導入した解析によりas-1類似の配列(pas-c)はparCのオーキシン応答に必須であるが、単独ではオーキシン応答には十分ではなく、他のシス因子も必要であることが明らかになった。pas-cにはas-1に結合する核タンパク質ASF-1は結合せず、新しい核タンパク質CSF-1が結合することを見出した。オーキシンに対する応答性を失ったmtpas-cはSCF-1と結合しないので、CSF-1はオーキシン応答に関与すると考えられる。またparBのAREIに結合する核タンパク質はASF-1ともCSF-1とも異なっていた。
parA,parB,parCはタバコ葉肉細胞プロトプラストからクローン化されたにもかかわらず、オーキシンに関する転写制御はそれぞれ異なったシス・トランス因子によることが明らかになった。この結果は植物に対するオーキシンの広範な生理作用が複合的な遺伝子発現の制御機構に起因することを予測させるものである。

Research Products

• [Publications] Ishida,S.et al.: "The mode of expression and promoter analysis of auxin-regulated arcA gene" Plant Cell Physiol.37. 439-448 (1996)
• [Publications] Sakaie,T.et al.: "Promoter analysis of the auxin-induced gene,parC,of tobacco mesophyll protoplasts" Plant Cell Physiol.37. 906-913 (1996)
• [Publications] Kusaba,M.et al.: "A multiple-stimuli-responsive,as-1-related element of parA gene confers responsiveness to cadomium but not copper" Plant Physiol. 111. 1161-1167 (1996)