シトクロムと酵素遺伝子導入による二酸化炭素と二酸化窒素同時資化増強植物の創製

2004 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16580077
• 研究機関: 日本大学
• 研究代表者: 奥 忠武 日本大学, 生物資源科学部, 教授 (20059637)
• 研究分担者: 西尾 俊幸 日本大学, 生物資源科学部, 助教授 (10256836) ; 河内 隆 日本大学, 生物資源科学部, 助手 (70339290)
• キーワード: シトクロム / 亜硝酸還元酵素遺伝子 / 二酸化炭素 / 二酸化窒素 / 植物 / 資化 / 立体構造

研究概要

I.立体構造に基づいた二酸化炭素同化効率向上のためのシトクロム遺伝子およびその高機能化遺伝子の導入植物の作製
(1)シトクロム遺伝子およびその変異体の大腸菌での発現と機能の検討
タンパク構造の内部および外部のアミノ酸の変異を目的として、シトクロム遺伝子を部位変換した変異体を合計5種調製し、酸化還元電位、等電点、変性曲線等を検討し、電位の低いものから高いものまで調節可能であることを明らかにした。また、これらの変異体の代表的なものについては、目下、結晶化を試み、X線結晶構造解析を進める予定である。
(2)植物へのシトクロム遺伝子の導入・発現の検討
植物の葉緑体のルーメンにシトクロムを導入するために、既にクローニングが行われているナズナのプラストシアニン遺伝子のシグナル配列を調製し、シトクロム遺伝子に付加し、導入ベクターに組み込み、バイナリーベクター法で植物へ導入し、常法で植物を培養した。葉中の導入遺伝子のDNA、mRNAおよびタンパク質の発現を確認した。さらに、遺伝子導入植物のATPを定量したところ、遺伝子の非導入体より約1.5倍の増加が認められた。
II.立体構造に基づいた二酸化窒素資化向上のための亜硝酸還元酵素遺伝子導入植物の作製
亜硝酸還元酵素のクローニングおよびその植物への導入実験は目下進行中であり、17年度に報告する計画である。