ラン藻と高等植物の低温センサーのシステマティック・ゲノミクスによる研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13304062
• Research Institution: Okazaki National Research Institutes
• Principal Investigator: 村田 紀夫 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 教授 (90011569)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 石根 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 助手 (10290909) ; 三上 浩司 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 助教授 (40222319)
• Keywords: 低温センサー / 低温誘導性遺伝子発現 / DNAミクロアレイ / 低温シグナル伝達 / ヒスチジン・キナーゼ / レスポンス・レギュレーター / ラン藻 / シロイヌナズナ

Research Abstract

本研究は、ラン藻Synechocystis sp. PCC 6803とシロイヌナズナArabidopsid thalianaを用いて低温センサーと低温適応の分子機構を解明することを目的としている。特に、低温ストレスの検知から低温誘導性遺伝子発現に至るシグナル伝達経路の全容を明らかにするべく、低温センサーと信号伝達因子を集中的に解析した。本年度においては以下のような進展が見られた。
1.ラン藻の第2の低温センサーの同定
低温誘導性遺伝子desBのプロモーターとルシフェラーゼの融合遺伝子の低温誘導を指標にしたスクリーニングにより、第2の低温センサーの候補であるヒスチジン・キナーゼを見い出した。DNAミクロアレーによる解析結果はこれがHik33とは異なる低温誘導性遺伝子群の発現に関わっていることを示唆した。また、第1、第2の低温センサーの2重変異により、低温誘導性遺伝子のほぼ全体についてその低温誘導性が失われることが観察され、これら2つのヒスチジン・キナーゼが低温検知の大部分を担っていると考えられた。
2.ラン藻のレスポンス・レギュレーターの網羅的機能解析
Synechocystisのレスポンス・レギュレーターのノックアウト・ライブラリーの作製を進めた。Synechocystisは40個のレスポンス・レギュレーターを持つが、そのうち25個については遺伝子のノックアウトが完了し、残りについてもすぐに完了の予定である。そのため、計画していた低温誘導性遺伝子発現に関わるレスポンス・レギュレーターの同定には至らなかった。
3.シロイヌナズナからの低温センサーホモログの変異株のスクリーニング
今年度は計画の遂行ができなかった。

Research Products

• [Publications] Y.Nishiyama et al.: "Oxidative stress inhibits the repair of photodamage to the photosynthetic machinery"The EMBO Journal. 20. 5587-5594 (2001)
• [Publications] Y.Kanesaki et al.: "Salt stress and hyperosmotic stress regulate the expression of different sets of genes in Synechocystis sp. PCC6803"Biochemical and Biophysical Research Communications. 290. 339-348 (2002)
• [Publications] A.Sakamoto et al.: "The role of glycine betaine in the protection of plants from stress : clues from transgenic plants"Plant Cell Environment. 25. 163-171 (2002)