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シロイヌナズナの低温誘導性転写因子DREB1A/CBF3は、多数の低温誘導性遺伝子の転写を活性化し、植物の低温馴化におけるシグナル伝達経路において重要な役割を担うことが報告されている。また、葉緑体は光合成によるエネルギー変換を介して糖代謝、窒素代謝、脂肪酸合成などの様々な代謝を行う器官であり、低温ストレス下における葉緑体の構造と機能の保護は極めて重要であると考えられる。我々は、DREB1Aにより発現が誘導される遺伝子群の中から、葉緑体膜に局在するタンパク質をコードする遺伝子、COR413-IM1、COR413-IM2.1に注目して研究を行った。GFP標識による解析の結果、IM1、IM2.1は低温ストレス処理により葉緑体膜に蓄積することが確認された。各遺伝子のT-DNA挿入型変異株を用いて低温ストレス下における表現型を観察した結果、これらの遺伝子の変異体では、野生型株と比較して葉の表皮細胞で過剰量のアントシアニンが蓄積し、葉緑体における特定の代謝産物の含有量も変化していることが示された。RNAi法を用いてこれらの遺伝子の二重変異体を作出し、表現型を観察した結果、IM1とIM2.1における機能の重複性が示唆された。また、BiFC法を用いたタンパク質間相互作用の解析の結果、IM1とIM2.1は、ホモ/ヘテロ二量体、および多量体を形成することが示唆された。以上の結果から、IM1とIM2.1は、低温ストレス下の植物の葉緑体で発現し、相補的に機能することで植物の正常な生理機能の維持に重要な役割を担っていると考えられる。
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