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植物の形態形成の特徴の一つは、細胞伸長である。ジベレリン(GA)は植物の伸長生長に顕著な促進作用を示す植物ホルモンである。RSGは我々がタバコからクローン化したbZIP型転写因子である。RSGの機能を阻害すると茎の伸長生長が著しく抑制される。我々はRSGの標的遺伝子の一つがGA合成系のent-カウレン酸化酵素遺伝子であることを見出した。さらに14-3-3タンパク質がRSGと結合しRSGの細胞内局在を制御することにより、RSGの機能を負に調節していることを明らかにした。本研究ではGAによる伸長生長制御の分子機構を明らかにすることを目的とし、転写因子RSGの細胞内局在に影響を与える刺激の探索、RSGをリン酸化するキナーゼについて解析した。
RSGの細胞内局在制御に影響を与える刺激をRSG-GFPを発現する形質転換植物を用いて検索した。その結果、GAの内生量を低下させるとRSGは核に蓄積し、逆にGA投与によりRSGは核から消失する事を見出した。この結果はGA内生量調節に関与する転写因子RSGの細胞内局在は、GAによって制御されている事を示している。さらにGAによるRSGの細胞内局在制御には14-3-3との結合が必要であることが明らかになった。
RSGと14-3-3の結合はRSGのSer-114のリン酸化によって制御されている。RSGを基質とし、対照にS114A変異タンパク質を用いて、タバコのタンパク質粗画分中のキナーゼ活性を調べた。その結果、RSGのSer-114をリン酸化するキナーゼはCa^<2+>により顕著に活性化されることが明らかになった。そこでタバコのCDPKについて調べた。組み換えCDPKはRSGをリン酸化するがS114A変異タンパク質をリン酸化しなかった。これらの結果はCDPKがRSGのSer-114をリン酸化するキナーゼである事を強く示唆している。
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