イネ未熟種子におけるデンプン蓄積過程でOSKプロテインキナーゼが果す役割の解明

• Project/Area Number: 04F04545
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 外国
• Research Field: Applied molecular and cellular biology
• Research Institution: National Institute of Agrobiological Sciences
• Host Researcher: 高野 誠 独立行政法人農業生物資源研究所, 生理機能研究グループ・環境ストレス研究チーム長
• Foreign Research Fellow: CHELLAMMA Sreekala 独立行政法人農業生物資源研究所, 生理機能研究グループ, JSPS外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2004 – 2006
• Project Status: Completed(Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥1,200,000 (Direct Cost : ¥1,200,000); Fiscal Year 2005 : ¥1,200,000 (Direct Cost : ¥1,200,000)
• Keywords: イネ / プロテインキナーゼ / サブユニット / デンプン蓄積

Research Abstract

私たちの研究室では、イネからSNF1オーソログを3種類(OSK1,OSK24,OSK35)単離し、それらの機能解析を進めている。Dr.Sreekalaは、以前の研究室で誘導性の発現ベクターを開発していた(Sreekala et al.,2005)ので、それを利用してOSK遺伝子のアンチセンス配列やRNAiを任意の時期に発現誘導できるベクターを構築した。この誘導性のベクターシステムは、ステロイドホルモン(s-estradiol)誘導性のプロモーター(XVE)によってcre-loxPによる部位特異的な組み換えを引き起こし、その結果、アンチセンスやRNAiが転写される仕組みになっている。このベクターを用いて形質転換体を作成すると、開花までは正常に生育した。その後、ステロイドホルモンを噴霧してRNAiを誘導したところ、予想通り種子の発達が阻害された。現在OSK遺伝子の発現や、OSKの標的と考えられる酵素の活性を解析中である。
イネのOSKプロテインキナーゼはαβγの3量体をとるが、それぞれのサブユニットに複数の分子種が存在する(3種類のα、4種類のβ、2種類のγサブユニット)ことが明らかになった。これらは単純に重複しているわけではなく、その組み合わせが機能分化と関わっている可能性が十分考えられる。そこでイネ未熟種子からOSK活性を指標にOSK複合体を粗抽出し、ゲル濾過クロマトグラフィーで分離して活性画分の分子量を推定すると、230kDと150kDに相当する画分に溶出された。現在これらの画分に含まれるタンパク質を同定中である。形成するサブユニット構成の違いでOSKの活性や細胞内局在性、基質特異性などが調節されている可能性が高く、これらのサブユニット構成とデンプン蓄積制御機構との関係が明らかになれば、イネにおけるデンプン蓄積機構の解明に大きく寄与すると期待される。