正と負の制御系によるGA3-酸化酵素遺伝子の発現調節機構の解析

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ジベレリン(GA)は発芽、茎伸長、花芽形成など植物の生活環の様々な局面を調節している植物ホルモンである。GA内生量が変化すると植物はネガティブフィードバック制御を発動させGA内生量を維持しようとする。本研究ではシロイヌナズナの主要なGA3-酸化酵素遺伝子、AtGA3ox1のフィードバック調節の分子機構を明らかにすることを目的とした。前年度までの解析でAtGA3ox1プロモーター内のGAに関する負のシス因子に結合する転写因子としてATフックモチーフを有するタンパク質AGF1を見出した。ATフックモチーフはHMG型転写因子等に認められるDNA結合モチーフである。点突然変異の導入によりAGF1との結合能力を失わせた変異型AtGA3ox1プロモーターはGAフィードバック応答を消失する。AGF1の転写はGA内生量の影響を受けないので、GAに依存したAGF1の転写後または翻訳後の機能制御が存在すると考えられた。そこでAGF1と特異的に相互作用するタンパク質を酵母two-hybrid法により探索した結果、Znフィンガー型転写因子ZAF1が単離された。プルダウン法によりAGF1とZAF1のin vitroでの特異的結合を証明した。ZAF1と複合体を形成したAGF1はAtGA3ox1プロモーター上のAGF1標的配列に結合できないので、ZAF1はAGF1を負に制御していると考えられた。in vivoにおけるAGF1の機能を調べるためT-DNA挿入によるAGF1機能喪失変異体を解析した。発芽率を指標にすると、T-DNA挿入株は野生型植物に比べてGA合成阻害剤に対する耐性が上昇していた。これらの結果はZAF1がAtGA3ox1のフィードバック制御における負の調節因子であることを示唆している。