アラビドプシスのHP1ホモログ、TFL2による転写抑制機構の解析

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15370098
• 研究機関: 岡山県生物科学総合研究所
• 研究代表者: 後藤 弘爾 岡山県生物科学総合研究所, 遺伝子統御解析第一研究室, 研究員(室長) (00251489)
• キーワード: アラビドプシス / 形態形成 / エピジェネティクス / 花成 / 転写制御 / ヘテロクロマチン / 発生 / マイクロアレイ

研究概要

FTは長日刺激を感受したCOにより新たなタンパク質合成無しに転写活性化される。FT発現のCOによる活性化とTFL2による抑制とが同じ細胞で起きるのかどうかを明らかにするため、まずこれらの遺伝子の発現領域をGUSレポーター遺伝子を用いて明らかにした。その結果どの遺伝子も葉の維管束篩部で発現がみられた。co、tfl2、co;tfl2の各突然変異体を用いた解析の結果、TFL2はFTのCO依存的、非依存的発現の両方を抑制していること、FTの組織特異的発現には影響していないことが分かった。一方35S::CO植物ではFTも構成的に発現するが、その発現量はtfl2突然変異体で上昇する。以上のことから、TFL2はFTの発現を時間的、空間的に制御しているというより、転写因子による活性化の度合いを低下させことにより発現抑制を行っていると考えられる。
TFL2による遺伝子発現抑制のメカニズムは、花のホメオティック遺伝子AP3を用いた研究においてもターゲット遺伝子をSilentまたはactiveな状態にすることで調節するのではなく、転写活性化因子による遺伝子発現のレベルを競合的に低下させることが支持された。
マイクロアレイを用いた解析により、tfl2突然変異体では、ヘテロクロマチン領域の遺伝子、トランスポゾンの発現には変化がみられなかった。また、植物細胞内におけるTFL2タンパク質の局在を調べたところ、TFL2は核内にドット状に局在するが、ヘテロクロマチン領域とは重ならないことが明らかになった。植物にはHP1ホモログはTFL2しかないと考えられるので、動物のHP1に相当する機能、すなわちヘテロクロマチンの形成と維持にどの様なタンパク質が関わっているのかが今後の検討課題である。

研究成果

• [文献書誌] Toshihisa Kotake, Shinobu Takada, Kenji Nakahigashi, Masaaki Ohto, Koji Goto: "Arabidopsis TERMINAL FLOWER 2 gene encodes a Heterochromatin Protein 1 homolog and represses both FLOWERING LOCUS T to regulate flowering time and several floral homeotic genes"Plant & Cell Physiology.. 44. 555-564 (2003)
• [文献書誌] Shinobu Takada, Koji Goto: "TERMINAL FLOWER2, an Arabidopsis Homolog of HETEROCHROMATIN PROTEIN1, Counteracts the Activation of FLOWERING LOCUS T by CONSTANS in the Vascular Tissues of Leaves to Regulate Flowering Time"The Plant Cell. 15. 2856-2865 (2003)
• [文献書誌] Tatsuru Masuda, Naoki Fusada, Naoki Oosawa, Ken'ichi Takamatsu, Yoshiharu Y.Yamamoto, Masaaki Ohto, Kenzo Nakamura, Koji Goto, Daisuke Shibata, Yumiko Shirano, Hiroaki Hayashi, Tomohiko Kato, Satoshi Tabata, Hiroshi Shimada, Hiroyuki Ohta, Ken-ichiro Takamiya: "Functional Analysis of Isoforms of NADPH : Protochlorophyllide Oxidoreductase (POR), PORB and PORC, in Arabidopsis thaliana."Plant & Cell Physiology.. 44. 963-974 (2003)