細胞内コミュニケーションによる葉緑体遺伝子発現のダイナミズム

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14340252
• 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: 杉山 康雄 名古屋大学, 遺伝子実験施設, 教授 (70154507) ; 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: タバコ / 葉緑体 / RNA編集 / ヒメツリガネゴケ / ミトコンドリア / 翻訳開始コドン / シグマ因子 / ファージ型RNAポリメラーゼ

研究概要

本研究は、植物細胞内のオルガネラと核のゲノム間コミュニケーションによる遺伝子発現の制御ネットワークを解明することを目的とする。本年度、得られた主な成果は以下の通りである。
(1)Nicotiana sylvestrisのファージ型RNAポリメラーゼをコードする3種のRpoT遺伝子のうち、RpoT-C遺伝子の構造と発現を明らかにした。RpoT-C遺伝子の翻訳開始コドンがATGでなく、CTGであること、およびRpoT-Cタンパク質は葉緑体に局在することを初めて明らかにした。
(2)ヒメツリガネゴケ葉緑体ゲノムの全塩基配列(122890 bp)を決定した。ゲノム配列中に98箇所のRNA編集部位を予測したが、このうちrps14mRNAのAUGがRNA編集により翻訳開始コドンACGに変換されことを明らかにした。
(3)ヒメツリガネゴケの核コード葉緑体RpoA遺伝子(PpRpoA)の構造と発現を明らかにした。PpRpoAタンパク質は450アミノ酸残基からなり、大腸菌のRNAポリメラーゼαサブユニットと29%、タバコ葉緑体RpoAと45%のアミノ酸が同一であった。また、PpRpoAのN末端配列が葉緑体ターゲットに働くことを明らかにした。
(4)タバコのミトコンドリアゲノムの全塩基配列(430597 bp)を決定した。
(5)ヒメツリガネゴケの新規シグマ因子PpSIG5をコードするcDNAを取得しその全塩基配列を決定した。PpSIG5遺伝子は日周発現することを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Sugiura, C., Kobayashi, Y., Aoki, T., Sugita, C., Sugita, M.: "Complete chloroplast DNA sequence of the moss Physcomitrella patens reveals loss of rpoA from the chloroplast genome"Nucleic Acids Res.. (in press.). (2003)
• [文献書誌] Miyata, Y., Sugiura, C., Kobayashi, Y., Hagiwara, M., Sugita, M.: "Chloroplast ribosomal S14 protein transcript is edited to create a translation initiation codon in the moss Physcomitrella patens"Biochim. Biophys. Acta. 1576. 346-349 (2002)
• [文献書誌] Kobayashi, Y., Dokiya, Y., Kumazawa, Y., Sugita, M.: "Non-AUG translation initiation of mRNA encoding plastid-targeted phage-type RNA polymerase in Nicotiana sylvestris"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 299. 57-61 (2002)
• [文献書誌] Hasegawa, K., Yukawa, Y., Sugita, M., Sugiura, M.: "Organization and transcription of the gene family encoding chlorophyll a/b-binding proteins in Nicotiana sylvestris"Gene. 289. 161-168 (2002)
• [文献書誌] Aoki, S., Kondo, T., Ishiura, M.: "A promoter-trap vector for clock-controlled genes in the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803"J. Microbiol. Methods. 49. 265-274 (2002)
• [文献書誌] Tanaka, M., Ogawa, N., Ihara, K., Sugiyama, S., Mukohata, Y.: "Cytochrome aa3 and its gene duplication in Haloferax volcanii"J. Bacteriol.. 184. 840-845 (2002)
• [文献書誌] Yamaguchi, K., Mayfield, S.P., Sugita, M.: "Transcriptional and translational regulation in biosynthesis and repair. In : Photosystem II : The water/plastoquinone oxido-reductase in photosynthesis"Kluwer Publications (in press). (2003)