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人為的に制御可能な植物遺伝子プロモーターの開発

研究課題

研究課題/領域番号 07554044
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 植物生理
研究機関東京大学

研究代表者

渡辺 昭  東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (70023471)

研究分担者 伊藤 正樹  東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (10242851)
藤村 達人  筑波大学, 農林工学系バイオシステム研究科, 教授
松岡 信  名古屋大学, 生物分子応答研究センター, 教授 (00270992)
研究期間 (年度) 1995 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
20,000千円 (直接経費: 20,000千円)
1997年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
1996年度: 5,200千円 (直接経費: 5,200千円)
1995年度: 11,300千円 (直接経費: 11,300千円)
キーワード植物遺伝子 / 遺伝子のプロモーター / 遺伝子発現 / シロイヌナズナ / 糖飢餓 / タバコ / イネ / チアミン / 遺伝子プロモーター / チアミン抑制遺伝子 / 植物遺伝子プロモーター / 糖飢餓応答遺伝子 / 形質転換植物 / タバコ培養細胞 / 遺伝子導入 / 窒素栄養 / サリチル酸
研究概要

本研究では、植物遺伝子の機能解析のためのツールとして人為的にコントロール可能なプロモーターの開発を目的とし、チアミンによるコントロール、植物体を暗所におくことによるコントロール、および、サリチル酸によるコントロールが可能となるプロモーターの所得を試みた。チアミンの有無によってon/offが可能なプロモーターを取得するために、チアミンを除去して培養したタバコ培養細胞に発現する遺伝子のcDNAクローンを取得したが、その遺伝子はチアミン存在下においても発現が見られ、残念ながら、目的とするプロモーターには向かないと考えられた。次に、暗所においたシロイヌナズナ緑葉で発現が上昇する遺伝子のcDNAクローニングを行い、多数のクローンを単離した。これらcDNAの中から目的にかなう発現特性を示す3つのクローン(din2,din3,din4)を選抜した。これらの遺伝子は、その暗所での発現誘導が糖を投与することにより抑制されることから、糖レベルの低下が発現誘導の原因であることが示され、植物体を暗所に置くという処理、また培養細胞においては培地中の糖を除去あるいは低濃度にするという簡単な処理によってコントロールできる可能性が示唆された。そこで、これら3個の遺伝子のプロモーター領域を取得し、レポーター遺伝子としてのルシフェラーゼと融合させた。この融合遺伝子をタバコ培養細胞BY2に導入し、培地中の糖を除去したときのルシフェラーゼ活性を測定した。その結果、糖を除去すると著しく(100倍程度)ルシフェラーゼ活性が上昇することが明らかになった。現在この融合遺伝子をシロイヌナズナ、タバコ、イネの植物体及び培養細胞に導入し、同様の実験を行って、その有用性を検討している。これらのプロモーター活性のon/offが可逆的であり、暗所で誘導した後、明所に移すことにより速やかにそのプロモーター活性をoffにできることなどから、本研究の目的にかなったツールとして有用であると考えられる。

報告書

(4件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 1995 実績報告書

研究成果

(48件)

すべて その他

すべて 文献書誌

  • [文献書誌] Ito, M.: "Call-Cycle-regulated transcritption of A-and B-type plant cyclin genes in synchronous cultures." Plant J.11. 983-992 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Watanabe, A.: "Internal Gln/Gln ratio as a potential regulatory parameter for the expression of a cytosolic glutamine synthetase gene of radish in cultured cells." Plant Cell Physiol.38. 1000-1006 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Smith, M.W.: "Plant21D7 protein, a nuclear antigen associated with cell division,is a component of the 26S proteasome." Plant Physiol.113. 281-291 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shimada, Y: "A protein encoded by dinl,a dark-inducible and senescence-associated gene of radish,can be imported by isolated chloroplasts and has sequence similarity to sulfide dehydrogenase and other small stress proteins." Plant Cell Physiol.39. 139-143 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Imaizumi, N.: "Characterization of the gene for pyruvate, orthophosphate dikinase from rice, a C3 plant,and a comparison of structure and expression between C3 and C4 genes for this protein." Plant Mol.Biol.34. 701-716 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Makino, A.: "Does decrease in ribulose-1,5 bisphosphate carboxylase by antisense RbcS lead to a higher N-use efficiency of photosynthesis under conditions of saturating CO_2 end light in rice plants?" Plant Physiol.114. 483-491 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tamaoki, M.: "Isolation and characterization of cDNA clones with enhanced expression in tobacco plants expressing the rice homeobox gene, OSH1." Plant Cell Physiol.38. 638-642 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tamaoki, T.: "Dorsoventral pattern formation of tobacco leaf involves spatial expression of a tobacco homeobox gene, NTH15." Genes Genet.syst.72. 1-8 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sanmiya, K.: "Cloning of a cDNA that cncodes farnesyl diphosphate synthase and the blue-light-induced expression of the corresponding gene in the leaves of rice plants." biochim. Biophys.Acta. 1350. 240-246 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tamaoki, M.: "Ectopic expression of a tobacco homeobox gene,NTH15,dramatically alters leaf morphology and hormone levels in transgenic tobacco." Plant Cell Physiol.38. 917-927 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akagi, H.: "Highly polymorphic microsatellites of rice consist of AT repeats, and a classification of closely related cultivars with these microsatellite loci." Theor.Appl.Genet.94. 61-67 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kodama, H.: "Structure, chromosomal location and expression of a rice gene encoding the microsome w-3 fatty acid desaturase." Plant Mol.Biol.33. 493-502 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ito, M.: "Cell-cycle-regulated transcription of A-and B-type plant cyclin genes in synchronous cultures." Plant J.11. 983-992 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Watanabe, A.: "Internal Gln/Glu ratio as a potential regulatory parameter for the expression of a cytosolic glutamine synthetase gene of radish in cultured cells." Plant Cell Physiol.38. 1000-1006 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Smith, M.W.: "Plant 21D7 protein, a nuclear antigen associated with cell division, is a component of the 26S proteasome." Plant Physiol.113. 281-291 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shimada, Y.: "A protein encoded by din1, a dark-inducible and senescence-associated gene of radish, can be imported by isolated chloroplasts and has sequence similarity to sulfide dehydrogenase and other small stress proteins." Plant Cell Physiol.39. 139-143 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Imaizumi, N.: "Characterization of the gene for pyruvate, ortho-phosphate dikinase from rice, a C3 plant, and a comparison of structure and expression between C3 and C4 genes for this protein." Plant Mol.Biol.34. 7001-716 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Makino, A.: "Does decrease in ribulose-1,5 bisphosphate carboxylase by antisense RbcS lead to a higher N-use efficiency of photosynthesis under conditions of saturating CO_2 and light in rice plants?" Plant Physiol.114. 483-491 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tamaoki, M.: "Isolation and characterization of cDNA clones with enhanced expression in tobacco plants expressing the rice homeobox gene, OSH1." Plant Cell Physiol.38. 638-642 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tamaoki, M.: "Dorsoventral pattern formation of tobacco leaf involves spatial expression of a tobacco homeobox gene, NTH15." Genes Genet.Syst.72. 1-8 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sanmiya, K.: "Cloning of a cDNA that encodes farnesyl diphosphate synthase and the blue-light-induced expression of the corresponding gene in the leaves of rice plants." Biochim.Biophys.Acta. 1350. 240-246 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tamaoki, M.: "Ectopic expression of a tobacco homeobox gene, NTH15, dramatically alters leaf morphology and hormone levels in transgenic tobacco." Plant Cell Physiol.38. 917-927 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akagi, H.: "Highly polymorphic microsatellites of rice consist of AT repeats, and a classification of closely related cultivars with these microsatellite loci." Theor.Appl.Genet.94. 61-67 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kodama, H.: "Structure, chromosomal location and expression of a rice gene encoding the microsome w-3 fatty acid desaturase." Plant Mol.Biol.33. 493-502 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ito,M.: "Cell-cycle-regulated transcritption of A-and B-type plant cyclin genes in synchronous cultures." Plant J.11. 983-992 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Watanabe,A.: "Internal Gln/Glu ratio as a potential regulatory parameter for the expression of a cytosolic glutamine synthetase gene of radish in cultured cells." Plant Cell Physiol.38. 1000-1006 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Smith,M.W.: "Plant 21D7 protein,a nuclear antigen associated with cell division,is a component of the 26S proteasome." Plant Physiol.113. 281-291 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Shimada,Y.: "A protein encoded by dinl,a dark-inducible and senescence-associated gene of radish,can be imported by isolated chloroplasts and has sequence similarity to sulfide dehydrogenase and other small stress proteins." Plant Cell Physiol.39. 139-143 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Imaizumi,N.: "Characterization of the gene for pyruvate,orthophosphate dikinase from rice,a C3 plant,and a comparison of structure and expression between C3 and C4 genes for this protein." Plant Mol. Biol.34. 701-716 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Makino,A.: "Does decrease in ribulose-1,5 bishosphate carboxylase by antisense RbcS lead to a higher N-use efficency of photosynthesis under conditions of saturating CO_2 and light in rice plant?" Plant Physiol.114. 483-491 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Tamaoki,M.: "Isolation and characterization of cDNA clones with enhanced expression in tobacco plants expressing the rice homeobox gene,OSH1." Plant Cell Physiol.38. 638-642 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Tamaoki,T.: "Dorsoventral pattern formation of tobacco leaf involves spatial expression of a tobacco homeobox gene,NTH15." Genes Genet.Syst.72. 1-8 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Sanmiya,K.: "Cloning of a cDNA that encodes farnesyl diphosphate synthase and the blue-light-induced expression of the corresponding in the leaves of rice plants." Biochim.Biophys.Acta. 1350. 240-246 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Tamaoki,M.: "Ectopic expression of a tobacco homeobox gene,NTH15,dramatically alters leaf morphology and hormone levels in transgenic tobacco." Plant Cell Physiol.38. 917-927 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Akagi,H.: "Highly polymorphic microsatellites of rice consist of AT repeats,and a classification of closely related cultivars with these microsatellite loci." Theor.Appl.Genet.94. 61-67 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Kodama,H.: "Structure,chromosomal location and expression of a rice gene encoding the microsome w-3 fatty acid desaturase." Plant Mol.Biol.33. 493-502 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Ito,M.,et al.: "Cell-cycle regulated trancription of A-and B-type plant cyclin genes in synchronous cultures" Plant J.印刷中 (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Sato,Y.,et al.: "Abnormal cell divisions in leaf primordia caused by the expression of the rice homeobox gene OSH1 lead to altered morphology of leaves in transgenic tobaco" Mol.Gen.Genet.251. 13-22 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Sato,Y.,et al.: "A rice homeobox gene, OSH1,is expressed prior to organ differentiation in a specific region during early embryogenesis" Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.93. 8117-8122 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Gallusci,P.,et al.: "Regulation of cytosolic pyruvate, orthophosphate dikinase expression in developing maize endosperm" Plant Mol.Biol.31. 45-55 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Ku,M.,et al.: "Evolution and expression of C4 photosynthesis genes" Plant Physiol.111. 949-957 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Wu,G.and Watanabe,A.: "Import of modified D1 portein and its assembly into photosystem II by isolated chloroplasts" Plant Cell Physiol.38(印刷中). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Sanmiya,K.,et al.: "Cloning of a cDNA that encodes farnesyl diphosphate synthetase and the blue light-induced expression of the corresponding gene in the leaves of rice plants" Biochim.Biophys.Acta. (印刷中). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Matsuoka, M.: "Expression of nice OSH1 gene is localized indeveloping vaseular strands and its setepic expression in transgenle rice causes altered morphology" Plant Cell Reports. 14. 555-559 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Tamaoki, M.: "Alternative RNA products from a rice homeobox gene" Plant J.7. 927-938 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Matsuoka, M.: "The gene for pynuvate, orthophosphate aikinase in C4 plants: structure regulation and evohtion" Plant Cell Physiol. 36. 937-943 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Sato, Y.: "Abnormal cell divisions in leaf primondia cansed by the expression of the rice homeobox gene OSH1 lead to altened" Mol. Gen. Genet.in press (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 渡辺 明夫: "緑葉老化における窒素利用プログラム" 組織培養. 22. 15-22 (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書

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公開日: 1995-03-31   更新日: 2016-04-21  

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