植物の光受容体フィトクロムによる転写開始点制御の分子機構解明

• 研究課題/領域番号: 18H04001
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 中区分44:細胞レベルから個体レベルの生物学およびその関連分野
• 研究機関: 京都大学 (2020-2021); 九州大学 (2018-2019)
• 研究代表者: 松下 智直 京都大学, 理学研究科, 教授 (20464399)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 44,070千円 (直接経費: 33,900千円、間接経費: 10,170千円); 2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2020年度: 13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円); 2019年度: 13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円); 2018年度: 14,170千円 (直接経費: 10,900千円、間接経費: 3,270千円)
• キーワード: 転写開始点 / フィトクロム / 遺伝子発現制御 / 植物 / 光受容体

研究成果の概要

植物の主要な光受容体フィトクロムは、PIFと呼ばれる転写因子群を介して標的遺伝子の転写量を制御することで、光シグナルを伝達すると考えられている。しかしながら我々は最近、フィトクロムが、2,000を超える遺伝子に直接働きかけ、それらの転写開始点を変化させることで、プロテオームの多様化に寄与していることを発見したが、その制御の分子機構は不明である。本研究では、このフィトクロムによる転写開始点制御の分子機構を解明することを目的として解析を進め、この制御に関わるいくつかの重要な因子を同定した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

同規模の転写開始点変化は、フィトクロムシグナルに限らず、ありとあらゆる事象に伴って、真核生物において共通の分子機構で起こるものである可能性が高いと考えられるため、本研究によって明らかとなったその分子機構は、1つの遺伝子から機能の異なる複数のタンパク質を生み出す普遍的な仕組みを世界に先駆けて明らかにすることとなり、生物学上の大きな進歩となることは間違いない。また、本基礎研究の成果は、「遺伝子発現制御」という一般的な概念に新たな次元をもたらすことで、将来的には教科書に記載されるなどして、科学的啓発という観点から社会・国民に広く還元されるものと考えられる。