オーキシン応答性遺伝子の発現を制御する転写因子の単離・構造解析

イネ科植物根圏に棲息する窒素固定細菌は、窒素固定を行うだけでなく、インドール-3-酢酸(IAA)などの植物ホルモンを生産して植物の生長を促進する。そのような窒素固定細菌の一種であるA.lipoferum FSにおいて、IAA生合成の鍵酵素であるインドール-3-ピルビン酸デカルボキシラーゼの遺伝子(ipdC)のプロモーター領域近傍のinverted repeat sequence(IRS)に結合する2種のタンパク質の存在が示された。それらのうち、一方はオーキシンの添加の有無に関わらず結合能を有し、もう一方はオーキシンの存在下で結合能を失うことが明らかになっており、ipdCの発現がオーキシン依存性と非依存性の2種のDNA結合タンパク質(転写因子)によって制御されていると考えられる。そこで、本研究では、これら2種の転写因子をコードする遺伝子の単離を目的とした。A.lipoferum FSを大量培養し、得られた菌体の抽出液から、IRSとの結合活性を指標にして、陰イオン交換、アフィニティクロマトグラフィー、ゲル濾過クロマトグラフィーによって精製したところ、複数のIRS結合タンパク質の候補が得られた。そこで、UVクロスリンキング法により、さらに候補の絞込みを行った。現在、その有力候補のN末端及び内部アミノ酸配列の決定を試みている。一方、ipdC 5'上流域とレポーターのβ-glucuronidaseの融合遺伝子をA.lipoferum FSに導入した形質転換体を用いたレポータージーンアッセイを行ったところ、オーキシンによってipdC遺伝子の発現が誘導されるというA.brasilense Sp245と同様の結果が得られた。現在、より詳細なシスエレメントの解析を行っている。

イネ科植物根圏に棲息する窒素固定細菌は、窒素固定を行うだけでなく、インドール-3-酢酸(IAA)などの植物ホルモンを生産して植物の生長を促進する。そのような窒素固定細菌の一種であるA.lipoferum FSにおいて、IAA生合成の鍵酵素であるインドール-3-ピルビン酸デカルボキシラーゼの遺伝子(ipdC)のプロモーター領域近傍のinverted repeat sequence(IRS)に結合する2種のタンパク質の存在が示された。それらのうち、一方はオーキシンの添加の有無に関わらず結合能を有し、もう一方はオーキシンの存在下で結合能を失うことが明らかになっており、ipdCの発現がオーキシン依存性と非依存性の2種のDNA結合タンパク質(転写因子)によって制御されていると考えられる。そこで、本研究では、これら2種の転写因子をコードする遺伝子の単離を目的とした。A.lipoferum FSを大量培養し、得られた菌体の抽出液から、IRSとの結合活性を指標にして、陰イオン交換、アフィニティクロマトグラフィー、ゲル濾過クロマトグラフィーによって精製したところ、複数のIRS結合タンパク質の候補が得られた。そこで、UVクロスリンキング法により、さらに候補の絞込みを行った。現在、その有力候補のN末端及び内部アミノ酸配列の決定を試みている。一方、ipdC 5'上流域とレポーターのβ-glucuronidaseの融合遺伝子をA.lipoferum FSに導入した形質転換体を用いたレポータージーンアッセイを行ったところ、オーキシンによってipdC遺伝子の発現が誘導されるというA.brasilense Sp245と同様の結果が得られた。現在、より詳細なシスエレメントの解析を行っている。