2020 Fiscal Year Research-status Report
DELLAタンパク質の二重の役割による花成制御機構
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20K06688
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
深澤 壽太郎 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 助教 (90385550)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ジベレリン / 花成 / 信号伝達 / 転写制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
花成は主に4つの制御経路が知られており、ジベレリン（GA）による経路もその１つである。これらの経路は冗長的であり、最終的に花成統合遺伝子FT, SOC1, LFYに収役される。GAによる花成制御は、「葉におけるFTの発現促進」と「茎頂におけるSOC1, LFYの発現促進」と離れた2箇所の組織で制御される。短日条件下では、花成直前にGA量が爆発的に増加し（GAバースト）花成が促進される。申請者は、GA信号伝達の抑制因子DELLAと相互作用する転写因子GAF1を単離した。DELLAはコアクチベーターとして、もう1つの相互作用因子TPRはコリプレッサーとして機能することを示し、GAF1複合体はGA依存的に転写活性化複合体から抑制複合体に機能転換することで標的遺伝子であるGA生合成遺伝子の発現を制御し、GAフィードバック制御の中心的な役割を担うことを明らかにした。GAF1過剰発現体は花成が促進され、gaf1 gaf2変異体は花成が著しく遅延するため、GAF1はGA花成経路に関与すると考えられた。本年度は、薬剤誘導性のGAF1形質転換体を作製し、GAF1の標的遺伝子を探索した。エストラジオール誘導性のGAF1形質転換植物を用いて、GAF1誘導後に発現量が変動する遺伝子をRNAシークエンス解析より抽出した。通常の育成環境下では、GAF1 複合体は転写抑制複合体を形成する為、GAF1誘導後の植物体では、GAF1標的遺伝子の発現は抑制されると考えられた。そこで、GAF1誘導後、発現量が低下する遺伝子群のなかから、花成に関する遺伝子を探索し、GAF1の標的遺伝子の候補とした。さらに、各候補遺伝子のプロモーターの下流にレポーター遺伝子をつなぎ、培養細胞を用いてトランジェント解析を行った。その結果、GAF1複合体によって制御される4つの花成抑制遺伝子を見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
GA信号伝達に関与する転写因子GAF1の過剰発現体、欠損変異体を用いた解析からGAF1は、GA花成経路に関与すると考えられた。本年度は、RNA-seq解析により、GAF1誘導後に発現が変動する遺伝子の中から花成に関する遺伝子を複数見出した。GAF1過剰発現体、欠損変異体で変動が見られる6つの花成関連遺伝子をGAF1の標的候補遺伝子とした。さらにGAF1の直接の標的遺伝子であるかを検証する為に、トランジェント解析を行った結果、4つの花成関連遺伝子がGAF1の標的遺伝子の候補となった。さらに、各遺伝子のプロモーターのデリーションシリーズを作製し、GAF1の制御領域を絞り込み、ゲルシフト解析、ChIP解析によりin vitro, in vivo において各遺伝子のプロモーターにGAF1タンパク質が直接結合することを明らかにし、GAF1の標的遺伝子であることを明らかにした。GA花成経路の解明を目的とした本研究において、花成に関連する複数のGAF1の標的遺伝子を同定しており、研究はおおむね順調に進んでいると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
同定したGAF1の標的遺伝子の発現部位を解析し、これらの標的遺伝子がいかにして花成を制御するのかを調べる。GA存在下では、GAF1複合体は、転写抑制複合体を形成する為、同定した4つの花成抑制遺伝子の発現は抑制されると考えられる。GA存在下では、花成統合遺伝子であるFT,SOC1,LFYの発現は増加することから、4つの花成抑制遺伝子の翻訳産物による花成統合遺伝子の発現制御機構を明らかにする。
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