プロモーターと転写因子を利用したイネ胚乳高発現システムの開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 00J06357
• Research Institution: Chiba University
• Research Fellow: 鷲田 治彦 千葉大学, 園芸学部, 特別研究員(PD)
• Keywords: 種子貯蔵タンパク質 / イネ / 2Sアルブミン / 10Kdゼイン / プロテインボディ / 透過型電子顕微鏡 / in situ RT-PCR

Research Abstract

本年度は、6月よりアメリカ合衆国ワシントン州立大学生物化学研究所において、イネ種子中で種子貯蔵タンパク質がタンパク質顆粒(PBI, PBII)に蓄積する機構について研究を行なった。
ヒマワリ2Sアルブミンは種子中において貯蔵型液胞に蓄積することが分かっている。この遺伝子をイネグルテリンプロモーターで、イネ種子中で発現させると、PBII(液胞由来型タンパク質顆粒)に蓄積し、mRNAはcisternal小胞体に蓄積する。これをPBI(小包体由来型タンパク質顆粒)で蓄積させるために、トウモロコシ10KDゼイン遺伝子のシグナル配列部をN末端部に接続しイネに導入した。種子中において免疫染色の結果、2SアルブミンはPBI, PBII両方に存在することが透過型電子顕微鏡により観察された。またin situ RT-PCRの結果、mRNAはPB型小胞体、cisternal型小胞体両方において蓄積していることが分かった。これらの結果からシグナル配列部分はPBI蓄積に必要であるが、十分ではないこと、またmRNAの段階において、どちらのタンパク質顆粒に蓄積するか,決定されている可能性があることが分かった。また2Sアルブミンは、葉で発現した場合、溶解型液包に輸送されるため、そのままでは葉において蓄積しない。しかし同キメラ遺伝子をCaMV35Sプロモータに連結し、タバコに導入したところ、ウエスタン解析において葉での蓄積を確認できた。これは、発現産物が小胞体で蓄積され、新規のタンパク質顆粒が構成された可能性がある。今後は、イネにおいてPBIに移行する十分条件を決定するとともに、タバコにおいて、透過型電子顕微鏡で、実際に新規のタンパク質顆粒が存在するか観察する予定である。