研究課題
イネ科植物の鉄欠乏応答性のシスエレメントIDE1、IDE2に結合する転写因子の検索を行った。IDE1はこれまでに知られている転写因子の中でも植物特有の転写因子ファミリーABI3/VP1の未だ解析されていないサブグループに属し、IDE1内のCATGC配列に特異的に結合することが分かった。IDEF1を恒常的にタバコで高発現させると鉄欠乏の根でのみIDE1を介した発現が活性化された。さらに鉄欠乏応答性IDS2プロモーターの制御下でIDEF1を発現させた形質転換イネは、鉄欠乏水耕液での鉄欠乏クロロシスの進行が遅く、石灰質アルカリ土壌で良好な初期生育を見せた。この形質転換イネは鉄欠乏条件下での二価鉄トランスポーター遺伝子OsIRT1と鉄欠乏誘導性の転写因子OsIRO2の発現を促進させた。IDEF1は鉄欠乏応答に関与する多段階の遺伝子制御ネットワークの初期段階を担うことによって鉄欠乏耐性と耐性を制御することがわかった。イネの鉄欠乏誘導性bHLH型転写因子OsIRO2はムギネ酸類の生合成経路に関わる酵素遺伝子、鉄トランスポーター遺伝子の発現制御に必須である。このOsIRO2の過剰発現イネは非組換えイネに比べてムギネ酸類生合成経路の遺伝子の発現が高く、ムギネ酸類の分泌量も多かった。以上から、イネ科植物においては、鉄欠乏というシグナルが何らかの形で伝えられ、それを受け取って、まず、IDEF1の機能が活性化され、OsIRO2のような上流にIDE1を持つ遺伝子の発現が誘導させる。そして、OsIRO2によってムギネ酸類生合成に関わる遺伝子およびさらに下流の転写因子、鉄欠乏誘導性遺伝子の発現へとつながっていく遺伝子発現ネットワークが新たに明らかとなった。
すべて 2007
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Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA 104
ページ: 19150-19155
The Plant Journal 51
ページ: 366-377
