大腸菌の多機能環境センサーArcBの分子機能及び構造解析

• Project/Area Number: 00J03751
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: 応用微生物学・応用生物化学
• Research Institution: Nagoya University
• Research Fellow: 松鹿 昭則 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 特別研究院(PD)
• Project Period (FY): 2000 – 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000); Fiscal Year 2002: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2001: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2000: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: シグナル伝達 / 大腸菌 / センサー / ArcB / His-Aspリン酸リレー / シロイヌナズナ / APRR / 生物時計

Research Abstract

多段階His-Aspリン酸リレーに関与する典型的な環境センサーである大腸菌のArcBは細胞内代謝物であるNAD^+をシグナルとしてArcBドメイン内のPASドメインを介してシグナルを感知しているということを明らかにした。
また最近、高等植物のシロイヌナズナの擬似レギュレーターAPRRが5種類存在することを発見し、それらの転写発現が全てサーカディアンリズムを示すことを明らかにした。しかも、APRR9→APRR7→APRR5→APRR3→APRR1の順に規則正しく発現リズムを刻んだ(APRR五重奏)。さらに初発のAPRR9が光誘導性であることも明らかにした。
今回、APRRファミリーが時を刻む機構と関連しているか否かを更に検討するために、時計関連遺伝子CCA1構成的発現植物体に加え、APRR1構成的発現植物体を用いて、これらの変異植物体におけるAPRRファミリーの発現様式を詳細に解析した。その結果、得られた新規の重要な知見としては、APRRファミリーとCCA1/LHYのサーカディアン発現リズムが強く相互に影響を与えること、さらにはAPRR1がyeast two-hybridによるスクリーニングによってAPRR1と相互作用する遺伝子として取得したPIL1と共に転写活性化因子であるPIF3の機能を抑制することでAPRR9の発現を抑制していることであった。PIL1はbHLHモチーフをもつタンパク質であり、そのbHLH領域はフィトクロム相互作用因子であるPIF3のbHLH領域と非常に高い相同性を示した。以上の結果から、APRRファミリーはシロイヌナズナの概日時計と深く関わった働きをしていることが強く支持された。

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