青色光と赤色光による胚軸伸長制御の分子機構の解明

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13440239
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 長谷 あきら 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (40183082)
• Keywords: 光応答 / シグナル伝達 / フィトクロム / クリプトクロム / 伸長成長 / F-boxタンパク質 / 青色光応答 / シロイヌナズナ

Research Abstract

植物の形態が光環境に大きく影響をうけることはよく知られている。光形態形成反応と呼ばれるこれらの反応においては、赤色/近赤外光の受容体であるフィトクロム(phy)や青色光の受容体であるクリプトクロム(CRY)などが大きな役割を果たしている。本研究では、我々がシロイヌナズナのタグ系統から単離したsbll変異体(計画書ではebll変異体と表記)を用いて、青色光応答の細胞内シグナル伝達機構の解明を目指した。また、計画書には無かったが、フィトクロムとクリプトクロムの相互作用についても解析を進めた。
sbll変異体は、光による胚軸伸長阻害について、青色光に対してのみ過剰に応答する変異体である。この変異体において変異の原因と推定されたT-DNAの挿入部位を決定したところ、F-boxモチーフをもち蛋白質分解に関与すると推定されるタンパク質の遺伝子にT-DNAが挿入されていることが分かった。そこで、変異体にこの遺伝子を導入したところ表現型の回復が観察され、この遺伝子(以下、SBL1遺伝子と表記)が原因遺伝子であることが確かめられた。まず、SBL1タンパク質の細胞内分布を調べるためにGFP融合蛋白質を発現させたところ、核への蓄積が認められ核タンパク質であることが示唆された。次に、yeast two-hybrid法を用いてSBL1タンパク質と相互作用するタンパク質を探索したところ、F-box蛋白が構成因子の1つであるSFC複合体の因子であるASkタンパク質と結合することが分かった。以上の結果から、SBL1タンパク質が核内で蛋白分解を行うことが光シグナルの応答になんらかの形で関わると考えられる。現在、その分子機構をさらに詳しく調べるため、抗SBL1単クローン性抗体を作出し、免疫沈降反応を試みている。

Research Products

• [Publications] S.-I.Tanaka他: "Expression of the AtGH3a gene, an Arabidopsis homologue of the soybean GH3 gene, is regulated by phytochrome B"Plant Cell Physiol. (発表予定).
• [Publications] M.Kasahara他: "Photochemical properties of the FMN-binding domains of the phototropins from Arabidopsis, rice, and Chlamydomonas"Plant Physiology. (発表予定).