シュートの成長制御の分子機構

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11163207
• Research Institution: The 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)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石田 さらみ 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (20282725)
• Keywords: bZIP型転写制御因子 / 形態形成 / 標的遺伝子 / ジベレリン / 表層微小管 / 14-3-3 / タンパク質リン酸化 / 形質転換植物

Research Abstract

植物の体は細胞壁により形が定められた細胞の積み重ねによって構築されているので、各器官の形態は個々の細胞の形に特に大きく依存している。RSGは塩基性領域ロイシンジッパー(bZIP)構造を持つ新しい転写因子である。植物体における転写因子RSGの機能を探るため野生型RSGの機能を阻害するドミナントネガティブ型RSGをタバコ個体で発現させた。RSGの機能が抑制された形質転換タバコでは茎の節間成長が著しく阻害され、対照植物に比べて背丈が1/7程度となった。さらにこの形質転換タバコでは細胞伸長の方向を制御すると考えられている表層微小管の構造破壊が観察された。本研究ではRSGを中心とした転写制御系がどのようにして表層微小管の構造を調節し、ひいては植物個体の形を定めるのかを明らかにすることを目的とした。
ドミナントネガティブ型RSGを発現する形質転換タバコの形態変化にはジベレリン(GA)が関与していると考えられたので、GA合成系の中間体を定量し、GA合成系のどのステップが阻害されているか調べた。その結果、形質転換タバコでは少なくともGA53より上流の合成系に異常がある事が示唆された。正の転写因子であるRSGはジベレリン合成酵素あるいは代謝に関係するタンパク質遺伝子の発現を直接あるいは間接的に制御していると考えられる。シュートの成長に関する転写制御系のネットワークを明らかにするため、RSGと相互作用するタンパク質14-3-3について解析した。RSGの114番目のセリンが14-3-3との結合に必須であることが明らかになった。このセリンのリン酸化によりRSGと14-3-3との結合が制御されていると予想された。トランジェントアッセイの結果、14-3-3と結合できない変異型RSG^<S114A>はRSGよりも強い転写活性化能を持つ事が示された。14-3-3は転写活性化因子RSGの機能を負に制御していると考えられた。

Research Products

• [Publications] Fukazawa, J. et al.: "RSG, a bZIP transcriptional activator, regulates cell elongation through the level of gibberellins"Plant Cell. (Accepted).
• [Publications] 櫻井英博ら: "植物生理学入門 三訂版"培風館 (印刷中). (2000)