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これまでに申請者らは、植物ホルモンの一つであるジベレリン（GA)の代謝酵素イネGA2酸化酵素（OsGA2ox3) の構造解析及び分子動力学的解析（MD) シミュレーションにより、GA2ox3が可逆的にGA濃度依存的な多量体形成とそれに伴う活性増大化を引き起こし、ホルモン量を調整していることを見出した。本申請では、別の成長ホルモンであるオーキシン(IAA) の代謝酵素にも同様のアロステリック制御があることを明らかにし、植物ホルモンの代謝酵素に共通に見られる分子制御であることを明らかにした。
本年度は、GA濃度を低く抑えたイネにGAを与えた一定時間後のイネ幼苗の第２葉鞘の分裂帯から伸長帯、伸長停止部位までの細胞の個々の細胞の大きさをX線CTスキャンを用いて調べると同時に、１mm間隔でサンプリングした第二葉鞘におけるRNAseqと糖の定量結果から、GAの合成・シグナル伝達と糖との関係について調べた。
RNAseqの結果は、糖の代謝酵素・細胞壁合成酵素等が、葉鞘の部位特異的、GA依存的に発現誘導されていることを示していた。従来の報告では、GA依存的な遺伝子発現がクリアに検出されてこなかったのに対し、本結果は、GA応答関連遺伝子の発現とイネの葉の伸長との関係を初めて明確に示すことができた。
さらに、各部位でのSLR1タンパク質の状態をSLR1のN末抗体、C末抗体の２つを使って調べた。その結果、今までの報告どおり、全長の長さのSLR1のGA依存的な分解が観察された以外に、25kD付近の強いバンドが存在することを発見した。N末抗体が認識するバンドは、GA依存的なタンパク分解は見られない一方で、C末抗体が認識するバンドは、GA依存的に分解されたことから、従来報告されていた全長SLR1のユビキチン依存的分解以外の分解・脱抑制経路が示唆された。
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