イネ酸素ストレス防御遺伝子の発現調節におけるレドックス制御

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イネにおいて酸素ストレスの防御に関与している3つの酵素、細胞質型スーパーオキシドディスムターゼ(SOD)、細胞質型チオレドキシン、グルタレドキシンのそれぞれの遺伝子の5′-上流域には、非常に相同性の高い28bpの領域が存在している。本研究では、この共通配列が3つの遺伝子の発現調節に関与している可能性を検討している。前年度までに、細胞質型SOD遺伝子のプロモーター領域のうち、この28bpの配列がスーパーオキシドに応答するシス-エレメントであることを明らかにしている。今年度はさらにこの配列のシス-エレメントとしての特異性を検討した。この配列に変異を導入した配列をCaMV35Sプロモーターとルシフェラーゼの融合遺伝子の上流に連結したレポーターコンストラクトを作製した。これをイネ培養細胞に導入してトランジェントアッセイを行った。28bpの配列には、パリンドローム構造をもつ19bpの領域が存在している。パリンドローム領域に変異を導入した場合には、スーパーオキシドによるルシフェラーゼ活性の誘導は見られなかった。このことから、パリンドローム構造をもつ19bpの配列がスーパーオキシドに対する応答に関与することが示された。また上記のレポーターコンストラクトには、遺伝子発現を上昇させるためにイネ細胞質型SOD遺伝子の5′-non coding intronを組み込んでいる。このintronの効果を定量的に測定したところ、CaMV35Sプロモーターの下流に接続した場合、遺伝子の発現を最大で28.5倍まで上昇させることが明らかとなった。また上記シスーエレメントに結合する転写因子の単離を行うために、yeast one hybrid screeningによるDNA結合タンパク質のcDNAクローニングを試みたが、質のよいライブラリの作製に難航しクローンの単離に至っていない。