青色光受容体クリプトクロムの細胞内局在とシグナル伝達機能

• 研究課題/領域番号: 15570031
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物生理・分子
• 研究機関: お茶の水女子大学
• 研究代表者: 山本 直樹 お茶の水女子大学, 理学部, 教授 (50107009)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円); 2005年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 2004年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 2003年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
• キーワード: クリプトクロム / 光受容体 / 青色光 / NLS / NES / 核内輸送 / 核外輸送 / シグナル伝達 / イネ / 核輸送

研究概要

クリプトクロムは青色光受容体として植物の形態形成の調節に関与している。シロイヌナズナのクリプトクロム(AtCRY1)は核に局在すると考えられているが、この分布特性は必ずしも保存的なものではなく、クリプトクロムの分子種や生物種により多様性を示す可能性が考えられる。GFPを付加したイネのクリプトクロム(GFP-OsCRY1)は、シロイヌナズナのクリプトクロム変異(hy4変異)を相補した。GFP蛍光によりOsCRY1の細胞内分布を調べると核ばかりではなく、細胞質にも分布していた。活性を示すクリプトクロムは、核局在型か細胞質局在型かを決定するために、核内輸送シグナル(NLS)または核外輸送シグナル(NES)を付加した遺伝子をシロイヌナズナのクリプトクロム変異株に導入し、NLS付加ならびにNES付加がクリプトクロムの生理学的活性に及ぼす影響を調べた。クリプトクロムの生理活性は、青色光によるT2世代の下胚軸の伸長阻害により評価した。NLSを付加したNLS GFP-OsCRY1は下胚軸の伸長阻害を強めた。逆にNES GFP-OsCRY2はほとんど影響をもたらさなかった。NLS付加によるクリプトクロム機能の増強効果は青色光に特異的であり、赤色光や遠赤光の阻害効果には無効であった。以上の結果は、クリプトクロムのシグナル伝達の一次反応は核内で起こっていることを直接的に示す最初の知見である。

研究成果

• [雑誌論文] Automatic quantification of morphological traits via three-dimensional measurement of Arabidopsis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kaminuma, E. et al.
  • 雑誌名: The Plant Journal 38 ページ: 358-365
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Automatic quantification of morphological traits via three-dimensional measurement of Arabidopsis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kaminuma, E., Heida, N., tsumoto, Y., Yamamoto, N., Goto, N., Okamoto, N., Konagaya, A., Matsui, M., Toyoda, T.
  • 雑誌名: The Plant Journal 38 ページ: 358-365
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Automatic quantification of morphological traits via three-dimensional measurement of Arabidopsis (2004)
  • 著者名/発表者名: Kaminuma E
  • 雑誌名: The Plant Journal 38(2) ページ: 358-365
• [雑誌論文] Functional analysis and intracellular localization of rice cryptoc hrome. (2003)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, N. et al.
  • 雑誌名: Plant Physiology 133 ページ: 1493-1503
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Functional analysis and intracellular localization of rice cryptochromes. (2003)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, N., Hirano, T., Iwasaki, T., Yamamoto, N.
  • 雑誌名: Plant Physiology 133 ページ: 1494-1503
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] N.Matsumoto, T.Hirano, T.Iwasaki, N.Yamamoto: "Functional Analysis and Intracellular Localization of Rice Cryptochromes."Plant Physiology. 133(4). 1494-1503 (2003)