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Rubisco小サブユニット遺伝子OsRBCS3 は窒素レベルが低下すると発現量が減少する。これは、OsRBCS3遺伝子のヒストンH3のアセチル化レベルが低下し、転写活性が低下するためである。本年度は、窒素レベルの低下にともなってOsRBCS3遺伝子のヒストンH3のアセチル化レベルを低下させているヒストン脱アセチル化酵素を明らかにする目的で行った。
イネの核ゲノムには18コピーのヒストン脱アセチル化酵素遺伝子が存在する。これらの遺伝子の中でHDA712、HDA713およびHDT701遺伝子は窒素レベルが低下すると発現量が増加したが、発現量の増加が最も大きかったのはHDA713であった。次に、HDA713がOsRBCS3遺伝子に対するヒストンH3の脱アセチル化を触媒するためには核に局在する必要がある。そこで、ベンサミアナタバコにYFPとHDA713の融合タンパク質を生産させ、細胞内での局在を調べた。明期にはYFPとHDA713の融合タンパク質は細胞の全体に存在していたが、暗期になるとYFPとHDA713の融合タンパク質は核内に移行した。続いて、35SプロモーターとユビキチンプロモーターによりHDA713を過剰発現させた形質転換イネと、RNA干渉によりHDA713の発現量を減少させた形質転換イネを作成し、OsRBCS3の発現量を調査した。35SプロモーターによりHDA713を過剰発現させるとOsRBCS3の発現量が減少し、ユビキチンプロモーターによりさらにHDA713の発現量を増加させるとOsRBCS3の発現量の減少程度が大きくなった。一方、RNA干渉によりHDA713の発現量を減少させるとOsRBCS3の発現量が増加した。
以上の結果より、HDA713は窒素レベルに応答してOsRBCS3遺伝子の発現量を制御しているヒストン脱アセチル化酵素であることが示唆された。
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