| 研究概要 |
緑色植物の葉緑体は、光環境に合わせてその位置を変えている。この現象は、フォトトロピンファミリーが関与していることが知られている。種子植物ではフォトトロピンを介して青色光により制御されており、ホウライシダやヒザオリではフォトトロピンとともにフィトクロムとフォトトロピンのキメラタンパク質であるネオクロームがその光受容体として機能していると考えられている。本研究では、これらフォトトロピンファミリーの機能解析を行った。
大腸菌はネオクロムの発色団ファイトクロモビリンは合成できない。そこで、ホウライシダ、シロイヌナズナ、藍藻のHO1とHY2,PCYAの遺伝子を組み合わせ、ファイトクロモビリンまたはファイコシアノビリンを合成する組み換え大腸菌を作出した。この大腸菌において、ホウライシダまたはヒザオリのネオクロム光受容領域を合成し、分光測光をおこなった。その結果、ホウライシダのネオクロムはフィトクロムおよびフォトトロピンの両者の光受容領域で光を吸収することができるが、ヒザオリのネオクロム光受容領域はフォトクロム領域でしか光受容できなことがわかった。
また種子植物のシロイヌナズナでは、遺伝子型の解析からフォトトロピンはその発現量に依存して生理反応が応答することがわかった。数百個体の形質転換植物を使って、葉緑体逃避運動・花茎の光屈性・葉の伸展度合いを調べた。前者2形質に関しては、phot2の発現が増えるとその反応は大きくなることがわかり、同程度の光強度の時はphot2の蓄積量が増えると、葉緑体の逃避速度が増し、より花茎が屈曲した。しかし、イムノブロッティング解析の検出限界濃度以下でも葉はほぼ完全に伸展したので、発現量と明確な相関関係は認められなかった。つまり、phot2が必要とする発現量は、生理現象に依存して異なることがわかった。
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