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植物細胞は、組織や環境に応じてプラスチドの機能発現が高度に制御されている。DNAをもつプラスチドの機能制御には、核とプラスチドの協調的な遺伝子発現制御が重要である。テトラピロールはプラスチドで合成され、クロロフィル、ヘム、フィトクロム発色団として植物に必須である。光合成機能に加えて、さまざまなコンパートメントで必要となるテトラピロールは、遺伝子発現を介したプラスチド機能の制御分子となる。ヘム・ビリンの代謝異常がフィトクロム変異表現型以外にプラスチドシグナル変異表現型を示すことに注目し、テトラピロールとプラスチド機能制御について解析した。シロイヌナズナhy1やhy2などのビリン生合成変異は、フィトクロム機能欠損となるが、CAB遺伝子の発現を指標にみるとgun表現型として知られる機能が見える。ヘムブランチのプラスチド制御機能を評価するため、藍藻由来のビリン還元酵素の発現系統などを作成した(図)。フィトクロム発色団として機能しないビリンであるフィコエリトロビリンの合成酵素(pebAおよびpeb8)の発現により代謝をかく乱した系統においてCAB発現を解析した。この系統は、胚軸伸長に加えて、gun表現型も保持していた。これはヘムプールの蓄積によるフィードバックによってテトラピロール代謝が制御されるためビリン生合成変異はgun表現型を示すという説明、すなわち、ヘムブランチの効果は間接的であるという従来の説明に矛盾する結果であった。今後は、テトラピロール蓄積量の定量が重要となる。
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