アラビドプシスのペルオキシダーゼ・アイソザイム遺伝子の発現制御

ペルオキシダーゼは植物では重要な酸化反応の多くを触媒するが、高等植物のモデルとして、近年研究の盛んなアラビドプシスにおける遺伝子の構造と発現について検討した。1)CDNAの単離:既にペルオキシダーゼ遺伝子、prx Caとprx Eaを単離、構造決定したが、エキソン、イントロンの構造がゲノム遺伝子のみでは確定できなかった。そこでゲノム遺伝子の5'と3'非コード領域をプライマーにして、PCRを行いCDNAを得た。両遺伝子とも4エキソン、3イントロンから成ることが確認された。2)プロモーター活性の品価:両遺子の5'上流、約500 6Pをβ-グルクロニダーゼ(GUS)遺伝子につなぎ、タバコプロトプラストでGUSの一過性発現を調ベた。prx Eaの上流はCaMV35Sプロモーターの約10倍の活性を示し、5'側から順次欠失させると、段階的に活性が低下した。prx Caのプロモーター活性はCaMV35Sより低かった。3)トランスジェニックタバコにおける器官特異的発現の解析:prx Eaはアラビドプシスでは根部で特異的に転写物が見られた。5'上流1GUS融合遺伝子を導入したトランスゾェニックタバコでは、5'側-58 6p-390 6p、-281 6pいずれの断片でもGUS活性は根部で持異的に見られた。つまり根部特異的発現に関するシスエレメントは-281 6pより下流にあると結論された。prx Caはアラビドプシスでは根、茎、葉いずれにおいても発現が見られたが、トランスジェニックタバコにおいても、GUSの発現は低いながらも同じパターンを示した。4)酸性アイソザイム遺伝子のクローニング:prx Caは中性、prx Eaは塩基性アイソサイム遺伝子である。西洋ワサビの酸性ペハオキシダーゼのアミノ酸配列をもとに、PCR法でクローニングするためのプローブを設計した。

ペルオキシダーゼは植物では重要な酸化反応の多くを触媒するが、高等植物のモデルとして、近年研究の盛んなアラビドプシスにおける遺伝子の構造と発現について検討した。1)CDNAの単離:既にペルオキシダーゼ遺伝子、prx Caとprx Eaを単離、構造決定したが、エキソン、イントロンの構造がゲノム遺伝子のみでは確定できなかった。そこでゲノム遺伝子の5'と3'非コード領域をプライマーにして、PCRを行いCDNAを得た。両遺伝子とも4エキソン、3イントロンから成ることが確認された。2)プロモーター活性の品価:両遺子の5'上流、約500 6Pをβ-グルクロニダーゼ(GUS)遺伝子につなぎ、タバコプロトプラストでGUSの一過性発現を調ベた。prx Eaの上流はCaMV35Sプロモーターの約10倍の活性を示し、5'側から順次欠失させると、段階的に活性が低下した。prx Caのプロモーター活性はCaMV35Sより低かった。3)トランスジェニックタバコにおける器官特異的発現の解析:prx Eaはアラビドプシスでは根部で特異的に転写物が見られた。5'上流1GUS融合遺伝子を導入したトランスゾェニックタバコでは、5'側-58 6p-390 6p、-281 6pいずれの断片でもGUS活性は根部で持異的に見られた。つまり根部特異的発現に関するシスエレメントは-281 6pより下流にあると結論された。prx Caはアラビドプシスでは根、茎、葉いずれにおいても発現が見られたが、トランスジェニックタバコにおいても、GUSの発現は低いながらも同じパターンを示した。4)酸性アイソザイム遺伝子のクローニング:prx Caは中性、prx Eaは塩基性アイソサイム遺伝子である。西洋ワサビの酸性ペハオキシダーゼのアミノ酸配列をもとに、PCR法でクローニングするためのプローブを設計した。