種子貯蔵タンパク質遺伝子の制御情報統合化メカニズムの解析

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12138204
• Research Institution: Mie University
• Principal Investigator: 服部 束穂 三重大学, 遺伝子実験施設, 助教授 (10164865)
• Keywords: シロイヌナズナ / アブシジン酸(ABA) / FUSCA3(FUS3) / ABI3 / LEC1 / 2Sアルブミン / 12Sグロブリン

Research Abstract

(1)ABI3、FUS3、LEC1およびその欠失変異体異所誘導トランスジェニック植物を用いた解析
FUS3の異所発現によるAt2S、CRCの異所誘導 FUS3をシロイヌナズナ幼植物において異所誘導すると種子貯蔵タンパク質遺伝子At2SおよびCRCの発現が異所誘導された。しかし、CRCの異所誘導は完全にABA依存的であったのに対し、At2Sの異所発現はABAによりそのレベルは増大したものの、ABA非存在下でも観察された。このようなAt2SとCRCにおけるFUS3の作用メカニズムのから、FUS3はABA非依存的に機能し得るととともにABAシグナルと強く共役して機能することもできると考えられた。また、誘導のタイムコース実験からは、FUS3によるAt2SならびにCRCの異所誘導には、FUS3およびABA、あるいはそれぞれによって誘導を受ける別の因子の関与が示唆された。
FUS3のドメイン解析 FUS3のB3ドメインよりN-末端側を欠失させても(ただし、核移行シグナルNLSを付加)のAt2SおよびCRCの異所誘導能は失われなかったのに対し、C末端側を欠失させるとその能力は完全に失われた。さらに、このC末端側の欠失体にVP16の転写活性化ドメインを付加することによりその機能は完全に回復した。このことは、FUS3のC末端側領域が転写活性化ドメインとして機能することを示している。
LEC1の異所発現によるAt2S、CRCの異所誘導 上記と同様にLEC1を異所発現させるとAt2SおよびCRCの異所誘導が観察された。しかし、その誘導のタイムコースはFUS3の場合より遅く、かつ低レベルであった。一方、LEC1異所発現によりFUS3の発現も誘導された。FUS3の誘導のタイムコースは貯蔵タンパク質遺伝子の誘導より速いかったことから、At2SおよびCRCのLEC1による異所誘導はFUS3の発現を介していることが示唆された。
(2)FUS3による貯蔵機能の制御
FUS3およびABI3異所発現体におけるAt2Sタンパク質のウェスタン解析(西村グループと共同)を行ったところ、FUS3異所発現体においてはAt2Sの前駆体および成熟型タンパク質の蓄積が観察されたのに対し、ABI3異所発現体でのAt2Sタンパク質の蓄積はほとんど観察されなかった。これらの結果は、貯蔵タンパク質の蓄積機能の発現制御においてABI3とFUS3の機能に差異があることを示すとともに、FUS3の異所誘導によるの貯蔵機能発現は部分的であることを示唆している。

Research Products

• [Publications] Kagaya, Y.: "Abscisic Acid-Induced Transcription Is Mediated by Phosphorylation of an Abscisic Acid Response Element Binding Factor TRAB1"Plant Cell. 14. 3177-3189 (2002)
• [Publications] Kondo, K.: "Insights into the evolution of self-compatibility in Lycpersicon from a study of stylar factors"Plant J.. 30. 143-153 (2002)
• [Publications] 服部束穂: "アブシジン酸のシグナル伝達と成長制御"蛋白質核酸酵素. 47. 1670-1675 (2002)