ニセツリガネゴケの高頻度相同組換え能を利用した葉緑体ゲノムの機能改変

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12874107
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 杉田 護 名古屋大学, 遺伝子実験施設, 教授 (70154474)
• 研究分担者: 青木 摂之 名古屋大学, 人間情報学研究科, 助手 (30283469)
• キーワード: ヒメツリガネゴケ / 葉緑体ゲノム / 葉緑体形質転換 / シグマ因子 / ファージタイプRNAポリメラーゼ / タバコ / ミトコンドリア / 転写

研究概要

1)ヒメツリガネゴケの葉緑体ゲノムの全塩基配列を決定した。ゲノム全長は122,890bpで、74種のタンパク質遺伝子、35種のRNA遺伝子、8種の保存性ORF、および1個の偽遺伝子を同定した。ゼニゴケの葉緑体ゲノムに存在する5種の遺伝子(cysA、cysT、ycf5、ycf12、rpoA)がヒメツリガネゴケの葉緑体ゲノムには存在しないことを明らかにした。コケ植物の進化の過程で、rpoA遺伝子が葉緑体ゲノムから核ゲノムに転移した可能性が考えられる。
2)ヒメツリガネゴケの葉緑体ゲノムに特異的に存在するアルギニンtRNA遺伝子(trnR-CCG)のコード領域に外来マーカー遺伝子(aadA)を挿入することに成功した。
3)ヒメツリガネゴケの葉緑体シグマ因子をコードするcDNAを2種取得し、それらの推定アミノ酸配列を明らかにした。2種の葉緑体シグマ因子をPpSIG1およびPpSIG2と命名した。2種のタンパク質は葉緑体に局在すること、それらの遺伝子の発現が光制御を受けることを明らかにした。
4)タバコの葉緑体遺伝子の転写に働くと予想される核ゲノムコードのファージタイプRNAポリメラーゼ遺伝子2種を取得しその構造と発現、および遺伝子産物の細胞内局在性を明らかにした。このうち1つの遺伝子産物(NsRpoT-B)は葉緑体とミトコンドリアに輸送されることから、双方のオルガネラ遺伝子の転写に働いている可能性が高いと考えられる。

研究成果

• [文献書誌] Hara, K., Sugita, M., Aoki, S.: "Cloning and characterization of the cDNA for a plastid sigma factor from the moss Physcomitrella patens"Biochim. Biophys. Acta. 1517. 302-306 (2001)
• [文献書誌] Kobayashi, Y., Dokiya, Y., Sugita, M.: "Dual targeting of phage-type RNA polymerase to both mitochondria and plastids is due to alternative translation initiation in single transcripts"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 289. 1106-1113 (2001)
• [文献書誌] Kobayashi, Y., Dokiya, Y., Sugiura, M., Niwa, Y., Sugita, M.: "Genomic organization and organ-specific expression of a nuclear gene encoding phage-type RNA polymerase in Nicotiana sylvestris"Gene. 279. 33-40 (2001)
• [文献書誌] Hara, K., Morita, M., Takahashi, R., Sugita, M., Kato, S., Aoki, S.: "Characterization of two genes Sig1 and Sig2 encoding distinct plastid s factors in the moss Physcomitrella patens: phylogenetic relationships to plastid s factors in higher plants"FEBS Lett.. 499. 87-91 (2001)
• [文献書誌] Hara, K., Sugita, M., Aoki, S.: "Cloning and characterization of the cDNA for a plastid sigma factor from the moss Physcomitrella patens"Biochim. Biophys. Acta. 1517. 302-306 (2001)
• [文献書誌] Nakamura, T., Ohta, M., Sugiura, M., Sugita, M.: "Chloroplast ribonucleoproteins function as a stabilizing factor of ribosome-free mRNAs in the stroma"J. Biol. Chem.. 276. 147-152 (2001)
• [文献書誌] Sugiura, C., Tsuruya, K., Aoki, S., Sugita, M.: "Chloroplast transformation in tobacco and the moss Physcomitrella patens. PS2001: Proceedings:12th International Congress on Photosynthesis."CSIRO PUBLISHING (印刷中). (2002)