研究課題
植物オルガネラであるミトコンドリアと葉緑体の遺伝子発現は多くの核コード因子によって厳密に制御されており、その中でもpentatricopeptide repeat (PPR)タンパク質が中核的な役割を担っている。本研究はPPRの分子機能を明らかにすることで、オルガネラ遺伝子の発現制御メカニズムの解明を目的としている。本年度は、PPR遺伝子破壊株の作製、標的RNA分子の同定および結合RNA領域の特定を行った。（１）RNA編集PPR因子が持つDYWドメインがRNA編集反応を触媒するシチジンデアミナーゼである可能性が高いこと、そして編集部位の認識に寄与していることを明らかにした。（２）葉緑体局在型PpPPR_21が光化学系IIのサブユニットをコードするpsbI遺伝子を含むpsbI-ycf12 dicistronic mRNAの安定化に関与することを明らかにした。さらに、組換えPpPPR_21を用いたin vitro RNA結合実験を行い、PpPPR_21がpsbIの5'-UTR領域に特異的に結合することを明らかにした。（３）ミトコンドリア局在型PPR KO株を取得し、解析を行った。KO株は著しい生育遅延を示し、ミトコンドリア全mRNA遺伝子の発現量をリアルタイム定量RT-PCRで調べた結果、KO株では呼吸鎖複合体Iのサブユニットをコードするnad7 mRNAの蓄積量が低下していることを見出した。さらにノーザン解析からKO株では成熟nad7 mRNAが蓄積していないことが観察され、このPPRがnad7 mRNAの安定化に関与することを明らかにした。（４）2種のミトコンドリア局在型PPRが特定の遺伝子のRNAスプライシングに関与することを明らかにし、結合RNA領域も特定した。
2: おおむね順調に進展している
DYWドメインの機能解析とPpPPR_21の機能解析の成果をPlant and Cell Physiology誌とPlant Journal誌にそれぞれ発表した。また新たに複数のPPR遺伝子破壊株を取得し、そのうち3種のPPRの標的RNAと分子機能を明らかにすることができたので、進捗状況としてはおおむね順調に進展していると考えている。
（１）新たなPPR変異株の解析を行う。これまで取得したPPR変異株を用いて葉緑体NDH活性のスクリーニングを行ったところ、NDH活性欠損株を複数取得することに成功した。今後は葉緑体コードの11種のndh遺伝子のRNAレベルを調べ、標的RNAを同定する。（２）ミトコンドリア局在型PPRについてはqPCRやマイクロアレイを用いて変異株における遺伝子発現レベルへの影響を網羅的かつ定量的に調べる。
当初予定していたキットの購入費と旅費が安く済んだため。
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Plant Journal
巻: 97 ページ: 1120-1131
10.1111/tpj.14187
Plant and Cell Physiology
巻: 59 ページ: 1652-1659
10.1093/pcp/pcy086
