イネ初期胚発生で発現するホメオボックス遺伝子HOS13の機能解析

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植物は、受精卵からだけでなく分化した細胞からも脱分化を経て完全な個体を形成するが、その遺伝的制御機構は分子レベルではほとんど明らかにされていない。本研究の目的は、球状胚で強く発現し器官分化が見られる直前から発現が見られなくなったイネのKN1型ホメオボックス遺伝子HOS13の胚発生における機能を明らかにすることである。まず、カリフラワーモザイクウィルス35Sプロモーターを用いてHOS13をセンス方向およびアンチセンス方向に発現するコンストラクトをイネに導入した。しかし、いずれも何ら異常は見られなかった。それに対し、シュートメリステムで特異的に発現するKNI型ホメオボックス遺伝子OSH1、OSH15、OSH71を過剰発現させた場合、正常な再分化が阻害され、未分化なまま増殖を続けた。また、アンチセンスを発現するコンストラクトを導入した場合には、葉に形態異常が見られた。これらのKN1型ホメオボックス遺伝子がコードするホメオドメインは非常によく保存されているが、HOS13では動物も含めて全てのホメオドメインに例外なく保存されているアミノ酸が他のアミノ酸に置換されている。このアミノ酸はDNAへの結合に重要であることが知られている。従って、H0S13はこの1アミノ酸の置換を引き起こす変異のため機能を失った遺伝子であるか、あるいは他のKN1型ホメオボックス遺伝子とは大きく異なった機能を持つ遺伝子に変化したと推定された。