突然変異を用いたコメ貯蔵タンパク質合成関連遺伝子の単離と解析

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10660009
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 熊丸 敏博 九州大学, 農学部, 助教授 (00284555)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小川 雅広 山口県立大学, 生活科学部, 助教授 (10160772) ; 佐藤 光 九州大学, 農学部, 教授 (70128031)
• Keywords: イネ / 貯蔵タンパク質 / 突然変異 / グルテリン / プロラミン

Research Abstract

・ プロラミンの調節系遺伝子の単離
同時に複数個のプロラミンが減少した変異体の登熟種子mRNAをディファレンシャルディスプレー法により解析した。その結果、原品種とは発現パターンの異なるバンドを多数検出した。これらのバンドの発現の差は、登熟種子中におけるmRNAの発現の差に起因する。
・ グルテリンの生合成系遺伝子の単離
数種類の分子シャペロンに対する抗体を用いて、グルテリン前駆体蓄積突然変異体(57H)の種子タンパク質のウエスタン解析を行った。その結果、57H変異体の一つ、esp-2変異体においてタンパクジスルフィドイソメラーゼ(PDI)を欠損していた。原品種よりPDIの部分長cDNAクローンを得た。このクローンは、トウモロコシ、オオムギ、コムギのPDIとアミノ酸レベルで80%以上の相同性を有していた。PDIをプローブとしたノーザン解析の結果、esp-2変異体ではPDIのシグナルは検出されなかったが、原品種では2.2kbのシグナルが検出された。これらの結果から、esp-2変異体におけるグルテリン前駆体の蓄積は、PDIタンパク質が欠損し、貯蔵タンパク質が正常に折りたたまれなかった為と考えられる。
グルテリンのα-1サブユニット増加変異体は単一不完全優性遺伝子に支配されることが明らかとなり、この遺伝子をGlu5(t)と命名した。この変異体の二次元電気泳動の結果、α-1サブユニットのうちの一つのポリペプチドが増加しているのみで、他のポリペプチドの変化はほとんど認められなかった。