種子形態形成におけるイネSUMO遺伝子の機能の解明

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17657020
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 島田 浩章 東京理科大学, 基礎工学部, 教授 (70281748)
• Keywords: イネ / SUMO遺伝子 / 種子形態形成 / 形質転換体 / 翻訳後修飾 / SUMO化標的 / 発生・分化

Research Abstract

イネの種子の形態形成はざまざまな遺伝子機能が複雑に相互作用することで達成される。SUMOは翻訳後修飾に関わることで遺伝子機能を調節する重要な因子の1つであろうと推察されている。種子の形態形成においても重要な役割を果たしていると考えられる。そこでこの研究では、種子の形態形成に対するイネのSUMOの役割を明らかにすることを試みた。SUMOはすべての真核生物に存在する保存性の高い低分子量タンパク質である。イネにはすでに3種類のSUMO遺伝子の存在が確認されていたが、新たに3つのSUMOを見つけた。これによりイネゲノムには6つのSUMOが存在することが明らかとなった。このうちの2つのSUMOはモノSUMO化に、残りの4つはポリSUMO化に関与することが示唆された。これらの6つのSUMO遺伝子はすべてが発現していた。このうち、SUMO1遺伝子はイネの穂で強く発現していた。これらの遺伝子発現を抑制した形質転換体を作成を試みたがSUMO1を除くSUMOの発現抑制体を得ることができなかった。SUMO1の発現抑制体も1個体しか得られず、これも矮性となり種子の形態形成に異常が認められた。これらの結果からSUMOは植物の生存において非常に重要な役割を果たすものであることが強く示唆された。SUMO化修飾に関わるE1、E2、E3を単離し、これらによりSUMO化されるタンパク質の検索を試みた。その結果、複数の遺伝子産物がSUMO化修飾を受けることが示唆された。