ジベレリンによる伸長生長制御機構の解析

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14340249
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 高橋 陽介 広島大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (90183855)
• Keywords: ジベレリン / 転写調節因子 / 14-3-3 / 細胞内局在制御 / リン酸化 / キナーゼ

Research Abstract

植物の形態形成の特徴の一つは、細胞伸長である。ジベレリン(GA)は植物の伸長生長に顕著な促進作用を示す植物ホルモンである。RSGは我々がタバコからクローン化したbZIP型転写因子である。RSGの機能を阻害すると茎の伸長生長が著しく抑制される。我々はRSGの標的遺伝子の一つがGA合成系のent-カウレン酸化酵素遺伝子であることを見出した。さらに14-3-3タンパク質がRSGと結合しRSGの細胞内局在を制御することにより、RSGの機能を負に調節していることを明らかにした。本研究ではGAによる伸長生長制御の分子機構を明らかにすることを目的とし、転写因子RSGの細胞内局在に影響を与える刺激の探索、RSGをリン酸化するキナーゼについて解析した。
RSGの細胞内局在制御に影響を与える刺激をRSG-GFPを発現する形質転換植物を用いて検索した。その結果、GAの内生量を低下させるとRSGは核に蓄積し、逆にGA投与によりRSGは核から消失する事を見出した。この結果はGA内生量調節に関与する転写因子RSGの細胞内局在は、GAによって制御されている事を示している。さらにGAによるRSGの細胞内局在制御には14-3-3との結合が必要であることが明らかになった。
RSGと14-3-3の結合はRSGのSer-114のリン酸化によって制御されている。RSGを基質とし、対照にS114A変異タンパク質を用いて、タバコのタンパク質粗画分中のキナーゼ活性を調べた。その結果、RSGのSer-114をリン酸化するキナーゼはCa^<2+>により顕著に活性化されることが明らかになった。そこでタバコのCDPKについて調べた。組み換えCDPKはRSGをリン酸化するがS114A変異タンパク質をリン酸化しなかった。これらの結果はCDPKがRSGのSer-114をリン酸化するキナーゼである事を強く示唆している。

Research Products

• [Publications] Takahashi et al.: "Involvement of RSG and 14-3-3 proteins in the transcriptional regulation of a GA biosynthetic gene"J. Plant Growth Regul.. (in press). (2003)
• [Publications] Ishida et al.: "Regulation of endogenous amounts of gibberellins by a bZIP transcription factor RSG and 14-3-3 proteins"Research Signopost. (in press). (2003)
• [Publications] 石田さらみ, 高橋陽介: "茎の形成"蛋白質核酸酵素. 47. 1581-1586 (2003)