フィトクロム分子種の機能分化の分子基盤解明

植物の光受容体フィトクロムにはフィトクロムA（phyA）とB（phyB）という機能が大きく異なる２つの分子種が存在する。植物は、祖先型のアミノ酸配列の一部を変化させ、この機能分担を実現した。しかしながら、具体的にどのアミノ酸残基がどのような機能に対応しているかは不明である。本研究では、phyAとphyBの配列を混ぜ合わせた分子を設計し、それらを植物に遺伝子導入して発現させ、その性質を調べることでこの謎の解明を目指した。我々はすでに、フィトクロム分子内のPHYドメインに光応答の感度調節能があることを報告している（Oka et al., 2012）。本年度においては、高感度型のphyA型の舌構造やphyAに特徴的なアミノ酸残基をphyB型に置き換えた「機能喪失型」フィトクロム発現植物と、逆にphyB配列背景にphyA型の部分構造／アミノ酸残基を導入した「機能獲得型」フィトクロム発現植物について、すでに得られている実験結果を整理し、論文発表の準備を進めた。この成果は、フィトクロムの分子構造と機能の関係を理解するうえで大きな意味をもつ。また、研究の過程で、フィトクロムのN末端側に存在するN-PASドメインがphyA型であると、避陰応答を抑制する活性がフィトクロムに付与されることを発見した。そこで本年度は、phyA型のN-PASドメインを持つ各種キメラフィトクロム発現植物について、胚軸伸長抑制に加えて、花芽形成や核内構造体形成に関する解析を進めるた。また、すでに得られている実験結果を精査し、論文発表の準備を進めた。この成果は、行き過ぎた避陰応答の抑制というphyAがもつ重要な性質に関わるものであり、生理生態学的視点からもその意義は大きい。

植物の光受容体フィトクロムにはフィトクロムA（phyA）とB（phyB）という機能が大きく異なる２つの分子種が存在する。植物は、祖先型のアミノ酸配列の一部を変化させ、この機能分担を実現した。しかしながら、具体的にどのアミノ酸残基がどのような機能に対応しているかは不明である。本研究では、phyAとphyBの配列を混ぜ合わせた分子を設計し、それらを植物に遺伝子導入して発現させ、その性質を調べることでこの謎の解明を目指した。我々はすでに、フィトクロム分子内のPHYドメインに光応答の感度調節能があることを報告している（Oka et al., 2012）。本年度においては、高感度型のphyA型の舌構造やphyAに特徴的なアミノ酸残基をphyB型に置き換えた「機能喪失型」フィトクロム発現植物と、逆にphyB配列背景にphyA型の部分構造／アミノ酸残基を導入した「機能獲得型」フィトクロム発現植物について、すでに得られている実験結果を整理し、論文発表の準備を進めた。この成果は、フィトクロムの分子構造と機能の関係を理解するうえで大きな意味をもつ。また、研究の過程で、フィトクロムのN末端側に存在するN-PASドメインがphyA型であると、避陰応答を抑制する活性がフィトクロムに付与されることを発見した。そこで本年度は、phyA型のN-PASドメインを持つ各種キメラフィトクロム発現植物について、胚軸伸長抑制に加えて、花芽形成や核内構造体形成に関する解析を進めるた。また、すでに得られている実験結果を精査し、論文発表の準備を進めた。この成果は、行き過ぎた避陰応答の抑制というphyAがもつ重要な性質に関わるものであり、生理生態学的視点からもその意義は大きい。