シクロブタン型ピリミジン二量体・光回復酵素の発現と活性の調節機構に関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15570030
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 近藤 矩朗 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (60124343)
• Keywords: キュウリ / 作用スペクトル / 紫外線耐性 / 日周変化 / 光回復酵素 / UV-B

Research Abstract

太陽光に含まれるB領域紫外線(UV-B)は植物の成長を阻害するなどの害作用を有する。キュウリの第一葉の成長はUV-Bによって阻害される。この成長阻害の作用スペクトルがDNA損傷の作用スペクトルとよく似ていたことやDNA損傷を修復する光回復酵素活性が低いときに紫外線影響が強く出ることなどから、光回復酵素活性が植物の紫外線耐性に深く関わっていることが示唆された。そこで、光回復酵素(photolyase)の遺伝子発現制御、活性調節機構を解明することを目的として研究を行った。まず、キュウリからCPD-photolyaseをコードするcDNAを単離し、さらに核DNA(CsPHR)を単離した。このDNAのプロモーター領域を紫外線で誘導されることが知られているカルコン合成酵素のプロモーター領域と比較して、CsPHRのプロモーター領域にも光誘導に関与していると思われるシス配列が存在することが分かった。
1日の明暗日周期の中でのCsPHRの遺伝子発現について明らかにするために、CsPHRのmRNAの蓄積量を調べた。mRNA蓄積量は午前中に最大に達し、その後急速に減少する日周変化を示した。この午前中のピークは、UV-Bを付加照射すると更に増大した。しかし、このUV-Bの促進効果は、午前中のピーク時のみに見られ、他の時間帯では見られなかった。つぎに、基礎生物学研究所の大型スペクトログラフを用いて、この光(特にUV-B)によるCsPHR誘導の作用スペクトルの作成を試みた。これまでのところ、300nmあるいは310nm付近に誘導のピークがあることを示唆する結果が得られている。

Research Products

• [Publications] M.Ioki, N.Nakajima, M.Tamaoki, S.Takahashi, N.Kondo: "Genomic structure of the cucumber CPD photolyase gene"OMICS. 7・2. 203-209 (2003)