研究課題
基盤研究(C)
葉緑体ゲノムの転写を制御する遺伝子は、バクテリア型のRNAポリメラーゼ(PEP)のコアサブユニットをコードする遺伝子群(rpoA、rpoB、rpoC1、rpoC2)以外、全て核ゲノムにコードされている。しかし、これらのシグマ因子や他の葉緑体転写因子が、葉緑体ゲノムにコードされた遺伝子群をどのように制御しているのか、本研究を開始した時点では、ほとんど明らかになっていなかった。この問題に対して、本研究では2つのアプローチを取った。一つは、葉緑体形質転換技術を使った遺伝子発現のin vivoイメージングと、その利用によるプロモーターシス構造の解析である。もう一つは、シロイヌナズナのT-DNA挿入遺伝子破壊株を用いた分子遺伝学的解析である。これらの研究から、最終的に、シロイヌナズナに存在する6種類の葉緑体シグマ因子の中で主要な働きをする2種類の機能を解明した。また、シグマ因子に結合しその機能を制御するアンチシグマ因子を葉緑体で初めて同定することにも成功した。さらに、核コードのRNAポリメラーゼNEPの1種RpoTmpの機能解析も行った。これらの研究から、核が葉緑体遺伝子の発現を転写レベルで制御している実体を初めて明らかにすることができた。また、葉緑体形質転換技術を使ったin vivoプロモータ解析の研究からは、psbAプロモータの構造について興味深い知見を得ることができた。さらに、本研究の集大成として、葉緑体RNAポリメラーゼ、葉緑体プロモータ、さらに葉緑体転写因子(シグマ因子)の機能に関する最新の知見をまとめたレビューをまとめた。
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