「リボスィッチ」による植物の代謝制御の新展開

• 研究課題/領域番号: 18658139
• 研究種目: 萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用分子細胞生物学
• 研究機関: 石川県立大学
• 研究代表者: 竹村 美保 石川県立大学, 生物資源環境学部, 准教授 (20273857)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円); 2008年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 2007年度: 700千円 (直接経費: 700千円); 2006年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
• キーワード: リボスィッチ / 代謝制御 / 植物 / 代謝工学 / 発現制御

研究概要

代謝産物が、その代謝経路で働く遺伝子(DNA)に直接結合し、代謝産物自身の合成量を調節する「リボスィッチ」は、バクテリアにおいて重要な代謝制御機構である。一方、植物においてリボスィッチの報告は少なく、その重要性は不明であった。本研究では、植物におけるリボスィッチを網羅的にスクリーニングするための方法を確立し、植物におけるリボスィッチの重要性を明らかにすることを目的とした。そのために、蛍光タンパク質GFP遺伝子の上流に制御配列を挿入したコンストラクトを大腸菌に形質転換し、代謝産物の有無によってGFPの発現が制御されるかどうかを、セルソーターを用いて調べた。まず、既知のリボスィッチであるリジンによって制御されるLysC遺伝子を用いて実験した結果、リジン非存在下に比べて、リジン存在下においてGFPの蛍光が弱くなることが見出された。さらに、既知のリボスィッチであるチアミンによって制御されるThiC遺伝子を用いて実験した結果、チアミンの有無によりGFP蛍光の強さがわずかではあるが変化した。この結果から、今回用いた方法で、リボスィッチを検出することが可能であることが明らかとなった。しかしながら、遺伝子によりGFP蛍光の変化の度合いが異なることから、改良が必要であることが考えられた。次に、本方法を用いて植物のリボスィッチを探索するために、ゼニゴケのゲノムDNAをランダムに切断した後、サイズ分画し、GFP遺伝子の上流に連結したライブラリーを作成した。今のところ、ゼニゴケの全ゲノムをカバーするだけのクローンが得られていないが、今後必要な数のクローンが得られれば、これを用いてスクリーニングの系の確立を行う。