植物における核DNAの構造変化の分子機構

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 62480007
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 谷藤 茂行 北海道大学, 理学部, 教授 (50000774)
• 研究分担者: 加藤 敦之 北海道大学, 理学部, 講師 (90177428)
• キーワード: 5.8SrRNA遺伝子 / rDNA内部転写スペ-サ- / メチオニン開始tRNA遺伝子 / ヒスチジンtRNA遺伝子 / シロイヌナズナ / ソラマメ / ニンジン

研究概要

植物核ゲノムの分子構造の分化機構の理解を目標に、高度反復配列、rRNA遺伝子、tRNA遺伝子の研究を進めた。
ニンジンの高GC反復配列DNAは、根の組織が脱分化する際に、他のDNA成分よりも早く複製を始める。放射性チミジンによるラベルの後、DNAを変性庶糖精密度勾配遠心とBND-セルロ-スクロマトグラフィ-で解析した。4〜5Sの岡崎断片が、サイズのより大きい複製中間分子に移行する速度が、その反復配列では遅れること、また、単鎖部分を含むDNA分子から完全二重鎖分子への経時的移行が、その反復配列サテライトDNAでは遅いことがわかった。
ソラマメとニンジンの5.8SrRNA遺伝子の一時構造を決定し、真核生物の5.8SrRNAの分子進化の系統樹を作った。植物界の菌界からの分岐時点は、動物界の菌界よりの分岐点よりも後であることが示唆された。5.8SrRNA遺伝子の前後の内部転写スペ-サ-は、前者とは対照的に両植物間で著しく異なっていた。また植物は真核生物のなかで一番短い内部転写スペ-サ-を持つことも示された。
シロイヌナズナのtRNA遺伝子のクロ-ンを集めて解析した。蛋白合成開始のメチオニンtRNA遺伝子は、既報告のダイズの遺伝子やコムギのtRNAの塩基配列と完全に一致し、保存性の高いことがわかった。ヒスチジンtRNA偽遺伝子は、既に報告されているルピナスのtRNAと比較すると、その相同性は90%は留まった。

研究成果

• [文献書誌] Takahiro TAIRA: "Differences in timing of replication and maturation of nascent DNA fragments between satellite and main band DNA during the S phase of the first cell cycle in cultured carrot root explants." Japanese Journal of Genetics. 64. 79-89 (1989)
• [文献書誌] Yukihiko YOKOTA: "Nucleotide sequences of the 5.8S rRNA gene and internal transcribed spacer regions in carrot and broad bean ribosomal DNA。" journal of Molecular Evolution. 29. 294-301 (1989)
• [文献書誌] Kazuhito AKAMA: "Nucleotide sequence of a methionine initiator tRNA gene of Arabido-psis thaliana。" Plant Molecular Biology. 13. 599-600 (1989)
• [文献書誌] Kazuhito AKAMA: "Nucleotide sequence of a putative pseudogene of histidine tRNA from Arabidopsis thaliana." Plant Molucular Biology. 13. 721-722 (1989)
• [文献書誌] Atsushi KATO: "The structure of the nontranscribed spacer and external transcribed region of the Vicia faba and Pisum sativum rRNA genes."
• [文献書誌] Atsushi KATO: "The nucleotide sequence of the 18S rRNA gene in Vicia faba。"