S期特異的転写を規定するシス配列-トランス因子相互作用に関わるシグナル伝達の研究

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07680738
• 研究種目: 一般研究(C)
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 岩渕 雅樹 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (30000839)
• 研究分担者: 荒木 崇 京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (00273433)
• キーワード: 発生過程 / 転写因子 / トランスジェニックタバコ / エフェクター遺伝子 / Ti-プラスミド / 35Sプロモーター / HBP-1a(17) / プロトプラスト

研究概要

植物の発芽以降の発生過程では、分裂組織の細胞がどのように分裂するかに依存して、植物体の形態形成が制御されていた。分裂組織で発現しているヒストン遺伝子の転写制御に関わる転写因子の候補としてHBP-1a(17)が知られている。本研究ではHBP-1a(17)が、分裂組織において機能して植物の発生過程において何らかの役割を果たしている可能性についてトランスジェニック植物体を用いて解析することを試みた。以下に、概要を報告する。
方法:HBP-1a(17)をコードするcDNAをカリフラワーモザイクウィルス(CaMV)35SRNA遺伝子プロモーターの下流につなぎ、エフェクター遺伝子を作成した。cDNAを種々に改変して変異タンパク質を産生する様にしたエフェクター遺伝子も作成した。これらの遺伝子を、タバコの場合はTiプラスミド・ベクターを介して、イネ・コムギの場合はプロトプラストへの直接導入法を用いて、それぞれトランスジェニック植物体の作出を試みた。
結果:イネ・コムギともに、トランスジェニック植物体は得られなかった。タバコにおいては、トランスジェニック植物体と思われる植物体(=薬剤耐性を持つ)が数個体得られたが、実際にトランスジェニック体であるか否かの検定は済んでいない。これらの植物体においては、特に目立つような異常は見出せなかった。また、タバコの培養細胞であるBY-2にも同様にしてHBP-1a(17)を産生していることがEMSA法および抗体を使った解析から確認された。
考察:コムギにおいては、トランスジェニック植物体の作出技術そのものが確立されたいないのが現状なので、トランスジェニック植物体が得られなかったことの原因は様々考えられる。しかし、技術的基盤の確立しているイネ、タバコにおいてすら、確実なトランスジェニック植物体がまだ得られていないことも考慮すると、HBP-1a(17)が過剰発現するような植物体は(致死的ナ影響のせいで)得られないのかもしれない。もし、そうだとすれば、HBP-1a(17)は、植物体の発生過程で何らかの役割を果たしている可能性がある。一方で、培養細胞ではHBP-1a(17)を過剰発現するトランスジェニック細胞が得られるので、少なくとも、細胞増殖にはHBP-1a(17)は関与していないと言えよう。今後は、恒常的に発現するようなエフェクター遺伝子ではなく、発生のいろいろなステージでHBP-1a(17)を誘導的に過剰発現できる様なエフェクター遺伝子を開発し、より厳密な解析を試みて活きたい。

研究成果

• [文献書誌] Terada, R.: "A lype I element composed of the hexamer(ACGTCA) and octamer(CGCGGATC) motifs plays a role(s) in meristematic expression of a wheat histone H3 gene in transgenic rice plants" Plant Mol. Biol.27. 17-26 (1995)
• [文献書誌] Yang, P.: "Structural and functional characterization of two wheat histone H2B promoters" Plant Mol. Biol.28. 155-172 (1995)
• [文献書誌] Mikami, K.: "Developmental and tissue-specific regulation of the gene for the wheat basic/leucine zipper protein HBP-1a(17) in transgenic Arabidopsis plants" Mol. Gen. Genet.248. 573-582 (1995)
• [文献書誌] Nakayama, T.: "Trans-activation of the wheat histone H3 promoter by Gal4 DNA-binding domain(1-94) in plant cells" Biochim. Biophys. Acta. 1263. 281-284 (1995)
• [文献書誌] Ito, T.: "A far-upstream sequence of the wheat histone H3 promoter differently functions between rice and tobacco cultured cells" Plant Cell Physiol. 36. 1281-1289 (1995)
• [文献書誌] Mikami, K.: "Potenital transcription regulatory sequences in a promoter region of the wheat basic/leucine zipper protein HBP-1b(c38) gene" Plant Cell Physiol.36. 1375-1379 (1995)