シロイヌナズナ完全長cDNAマイクロアレイを用いた遺伝子発現解析

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12202056
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 関 原明 理化学研究所, 植物分子生物学研究室, 研究員 (80281624)
• Keywords: シロイヌナズナ / 完全長cDNA / cDNAマイクロアレイ / 乾燥ストレス / 低温ストレス / DREBIA / プロモーター解析

Research Abstract

本研究ではモデル高等植物のシロイヌナズナを用い、シロイヌナズナ完全長cDNAマイクロアレイを用いた解析により、種々のストレス、ホルモンおよび光に応答する遺伝子や種々の植物組織特異的に発現する遺伝子等を単離、同定する。同定された遺伝子に関して全長cDNAの塩基配列の決定およびプロモーター解析(シス配列の検索など)を行う。
ビオチン化cap trapper法によりシロイヌナズナの完全長cDNAライブラリーをこれまでに9種類作製し、これまでに約15,000個のcDNAクローンを単離した。それらをクラスタリングしたところ、約7500個の独立したcDNAグループに分類された。
マイクロアレイ解析の最初の実験として単離したクローンの内、約1300個の独立したクローンを含むマイクロアレイ(ver.1)を作製し、乾燥、低温ストレスに応答する遺伝子や乾燥、低温ストレス耐性に関与する転写因子DREB1AのTarget遺伝子を調べる研究を行った。その結果、これまでに乾燥誘導性遺伝子を44個、低温誘導性遺伝子を19個、転写因子DREB1AのTarget遺伝子を12個同定した。その内、新規な乾燥または低温誘導性遺伝子およびDREB1A Target遺伝子は各々30個、10個、6個存在していた。同定されたDREB1AのTarget遺伝子の内、ゲノム配列が報告されている11個についてゲノム配列との比較によりプロモーター配列を調べたところ、すべての遺伝子においてDREB1Aの結合に関与する、9bpのシス配列DREまたはCCGACのコア配列が存在しており、これら11個の遺伝子はDREB1AのTarget遺伝子であることが示唆された。また、これまでに単離した約7500クローンを含むcDNAマイクロアレイ(ver.2)を作製し、それを用いた解析を現在進めている。

Research Products

• [Publications] Nakashima et al.: "Organization and expression of two Arabidopsis DREB2 genes encoding DRE-binding proteins involved in dehydration-and high-salinity-responsive gene expression"Plant Molecular Biology. 42. 657-665 (2000)
• [Publications] Seki et al.: "Monitoring the expression pattern of 1300 Arabidopsis genes under drought and cold stresses using full-length cDNA microarray"Plant Cell. 13(in press). (2001)
• [Publications] Seki et al.: "Arabidopsis encyslopedia using full-length cDNAs and its application"Plant Physiology and Biochemistry. 39(in press). (2001)
• [Publications] 篠崎一雄 他: "シロイヌナズナの機能解析、ポストシークエンスのゲノム科学"中山書店(in press). (2001)
• [Publications] 篠崎一雄 他: "シロイヌナズナゲノム上に同定された転写因子の遺伝子、植物ゲノム機能のダイナミズム"シュプリンガー、フェアラーク東京株式会社(in press). (2001)