シグナル応答の分子的解析

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植物は、種々の外的環境因子に応答し生体内の代謝を調節している。生物がストレスに反応しつつ恒常性を維持できるのは、ホメオスタシスに関与する一連の代謝調節の結果である。本研究では、酸素欠乏下でのエネルギー生産のためには、解糖系やアルコール発酵・ヌクレオチド代謝系遺伝子群の協調的な発現が必須である事を示した。転写調節の分野でいくつかの新知見が得られた。新たなbZIP型の因子HALF-1のcDNAクローンを得、その構造を解明した。イネEm遺伝子のABAおよびVP1による制御に関わるシス配列を決定し、VP1がb-Zip型タンパク質と相互作用する可能性を示した。タバコのキチナーゼ遺伝子のエチレン応答性制御エンハンサーと、それに結合する核タンパク質を同定した。タバコ光化学系核遺伝子群の光誘導は転写レベルで制御され、mRNAの安定性や翻訳効率は光による影響を受けないことが示された。ArabidopsisのTATA結合蛋白(TBP)がTATA配列の所で、DNAを折り曲げることを証明した。この他、ArabidopsisのCDC2遺伝子ファミリーに属する細胞周期制御に関わるCDC2a遺伝子と機能不明のCDC2b遺伝子の転写調節領域の構造に類似性は無く、異なった転写制御を受けていることを明らかにした。さらに、外的因子とのシグナル応答においては、植物の自己防御反応に関する遺伝子群の発現情報伝達系に、低分子量GTP結合タンパク質が関与すること、ウイルスの複製酵素、移行蛋白質と植物の遺伝子の相互作用によって局所壊死病斑形成、そのほかの抵抗性応答が起きることを明らかにした。