シダNPH1の検索と機能解析

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前年度はシダNPH1 cDNAとしてAcNPH1を単離し、構造解析、発現解析、生化学的解析を行った。今年度はNPH1の青色光受容ドメインと考えられるLOVドメインに着目し、研究を発展させた。植物の光受容体は赤色光に対するphytochrome、青色光に対するcryptochrome、NPH1(phototropin)が知られているが、植物の多種多様な光依存反応、特に青色光に依存した反応は、これらの光受容体だけでは説明がつかず、新しい光受容体の存在が予想されている。そこで、モデル植物Arabidopsisを材料としたゲノム科学的解析を行い、LOVドメインを有する蛋白質(LKP1)をコードしている新規遺伝子を明らかにした。LKP1は610アミノ酸からなる65.9KDaの蛋白質で、LOVドメインの他、蛋白質分解に関与すると考えられるFボックス、プロペラ構造をとると考えられるkelchリピートを有していた。LKP1遺伝子は葉で強く発現していた。また、LKP1プローモーターGUSコンストラクトを有する形質転換植物体では、子葉、本葉での強いGUS染色が観察された。LKP1 cDNAを過剰発現させた形質転換植物では3つの表現型(胚軸と葉柄の伸長、葉運動、開花遅延)が見られた。即ち、形質転換体では非形質転換体の3倍の胚軸長、葉柄長を示したが、それらの表層細胞数は同じであった。形質転換植物では非形質転換植物に見られない明確な子葉運動が認められた。形質転換植物では長日条件下でも短日条件下で育てた植物と同時期に抽台・開花し、春化処理による抽台・開花促進は認められなかった。過剰発現体におけるLKP1の細胞内存在様式を調べる為に35S::GFP-LKP1遺伝子をシロイヌナズナに導入したところ、この植物でも上記3つの表現型が認められ、この形質転換植物の細胞ではGFPシグナルが細胞質と核に認められた。