研究課題
基盤研究(C)
光合成を行う植物にとって光環境の正確な認識と適切な生理応答は、生存と種の繁栄に重要である。フィトクロムは植物の主要な光センサーであり、光受容による構造変換が信号伝達の中心的な役割をもつ。フィトクロムが物理的な光シグナルを細胞内でシグナルを発信する機構については未知な部分が多い。ここでは、フィトクロムとの相互作用タンパク質を単離同定することで、フィトクロム信号伝達の解明を目指した。フィトクロムのタンパク質相互作用を研究する上で、光受容能をもつフィトクロム分子を対象として取り扱うことが必須である。そこで、ヘムオキシゲナーゼとフィトクロモビリン合成酵素をフィトクロムアポタンパク質とともに共発現させることによって、短時間に大量の光受容能をもつフィトクロムを精製することに成功、論文により発表した。フィトクロムと相互作用する因子の単離のアプローチとして、1)エピトープを付与したフィトクロムを発現する植物個体を利用して植物体内での複合体を分離解析する方法、2)酵母two-hybridによる方法、3)精製フィトクロムを利用した生化学的方法を試みた。1)については、形質転換系統において導入遺伝子が機能的であることを検証した。2)については、有力な相互作用因子として新規なジンクフィンガーモチーフをもつ転写因子様タンパク質を単離した。この候補について、3)の方法により光質特異的相互作用を検出できた。また、この遺伝子を破壊したシロイヌナズナは花成遅延が観察されることから、光生理応答への密接な関与が予想された。上記の成果に加えて、我々が最初に材料としたシロイヌナズナ以外に、トウモロコシ、エンドウ、トマトについてもフィトクロム発色団生合成に関わる酵素の遺伝子と変異体同定を行い公表した。特にトマト由来の遺伝子は他の植物由来のものと比べて、大腸菌における可溶性タンパク質としての発現効率において優れていた。
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