研究課題
基盤研究(B)
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)本研究では主にヒメツリガネゴケを用いたが、研究目的を達成する前提として、ヒメツリガネゴケの葉緑体DNAチップを作製した。(2)コケ植物は苔類、ツノゴケ類、蘚類の3つに大別されるが、ヒメツリガネゴケ(蘚類の一種)の葉緑体ゲノム構造決定によって、コケ植物の単系統説を支持する強力な分子系統学データを得た。(3)ヒメツリガネゴケを用いて、コケ植物では初めて葉緑体形質転換系を開発した。さらに、この系を使ってコケ葉緑体ゲノムに存在するアルギニンtRNA遺伝子のひとつが「痕跡遺伝子」であることを実証した。また、新規の葉緑体形質転換ベクターを韓国のShin教授と共同開発した。(4)葉緑体RNAポリメラーゼPEPのαサブユニットをコードするPpRpoA遺伝子(ヒメツリガネゴケでは葉緑体ゲノムでなく、核ゲノムに存在する)を破壊したヒメツリガネゴケ変異株を取得した。PpRpoA破壊株を用いて、ヒメツリガネゴケ葉緑体にNEPが存在すること、及びNEPとPEPがほぼ全ての葉緑体遺伝子の転写に働いていることを明らかにした。(5)ヒメツリガネゴケの葉緑体シグマ因子遺伝子PpSigの概日リズム発現を明らかにした。さらに、PpSig2とPpSig5それぞれの破壊株を取得した。これら破壊株を用いて葉緑体シグマ因子の機能分担を明らかにするための詳細な解析を現在行っている。(6)ヒメツリガネゴケには70〜100個のPPR蛋白質遺伝子が存在し、このうち葉緑体局在PPR蛋白質は20個程度存在することを明らかにした。このうち、PPR蛋白質遺伝子の発現が光制御を受けるもの、及び葉緑体ヌクレオイドに局在する新規のPPR蛋白質を発見した。
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