黄色植物で発見された新奇bZIP-LOV蛋白質の構造と機能の解明

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17084001
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 片岡 博尚 東北大学, 大学院生命科学研究科, 助教授 (30108568)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 新免 輝男 兵庫県立大学, 大学院生命理学研究科, 教授 (80114510) ; 菊山 宗弘 新潟大学, 自然科学系, 教授 (90131010)
• Keywords: 青色光反応 / bZIP-LOV / 光受容体 / フシナシミドロ / 黄色植物 / ストラメノパイル / 光形態形成 / ヒバマタ

Research Abstract

黄色植物(不等毛類Hetrokont)に属するフシナシミドロ(Vaucheria frigida)から2種の新奇のLOVタンパクを発見した.それらは1個のLOVドメインと1個のbZIPドメインを持っていた.
これらはRNAiで破壊すると青色光照射域で誘導される分枝形成が起こらなくなることから,青色光(細胞)形態形成の光受容体であることが明らかになった(2005植物生理学会新潟).これらのうち一つは生殖器官形成の制御に関与していることも示唆された.そこでこれらをVAUCHERIOCHROME(VC1,VC2と略す)と名づけた.
ところが,BLAST検索の結果,2004年に公開された海産ケイ藻のゲノムに複数個のオルソログが見つかった,そこで,北海道大学・北方生物圏センター(室蘭)に赴き,褐藻ヒバマタ(Fucus distichus)受精卵を採集し,そのmRNAからオルソログを単離したところ,その一つはVC2に似ていた.褐藻もケイ藻も黄色植物に属するので,VAUCHERIOCHROMEをAUREOGHROME(AUREO)と改名した.FucusのAUREOも光受容体としての機能を持つと推定できるが,有名な極性誘導の受容体であるかは未解明である.フシナシミドロ,褐藻やケイ藻にはフォトトロピン(PHOT)が見つからない.
さらにその他の黄色植物である黄金色藻Ochromonasにもオルソログが見つかったことから,AUREOは黄色植物共通で特異的な青色光受容体であることが強く示唆される,AUREOの発見は褐藻やケイ藻,卵菌の光生物学や育種学,生物学的制御の研究の発展に大きく貢献することが期待される.これらの成果は近日中発表する予定である.