シンク機能に基づく物質集積

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イネを用い、種子における物質集積能に関する変異品種を育成し、その遺伝解析を行った。また、種子中の2種のプロティンボディ-への貯蔵タンパク質の集積を解析し、それぞれ異なる貯蔵タンパク質が集積するのはそれぞれのシグナルペプチドの構造に差があるためであることを明らかにした。一方、ダイズ種子貯蔵タンパク質グリシニンがプロティンボディ-に大量集積する要因の一つとして、グリシニンの分子構造が重要な役割を担っていることを見出した。また、カボチャ子葉を用いた研究によって、種子形成時には液胞に貯蔵タンパク質が集積し、出芽によってプロティンボディ-が形成され、種子発芽時にはプロティンボディ-中の貯蔵タンパク質が分解し、プロティンボディ-が空胞化すると共に、融合しあって液胞を作ることを示し、液胞とプロティンボディ-の相互転換を明示した。そして、こうした融合に関与するタンパク質の分離にも成功した。さらに、酵母を用いて、液胞へのタンパク質の生合成の機構も明らかにし、液胞の物質集積における重要性を明らかにした。また、液胞とならんで物質集積に重要な細胞オルガネラであるアミロプラストへの物質輸送について、ホスホリラ-ゼなどの酵素のcDNAをクロ-ニングし、これらの酵素の構造とアミロプラストへの輸送の関連を解析した。一方、カタラ-ゼやプロティア-ゼインヒビタ-の遺伝子をクロ-ニングし、種子形成や発芽に伴う遺伝子発現に関与する5'上流域のシスエレメントやホルモンを解析し、このシスエレメントの存在する領域をしぼりこむと共に、ジベレリンが発芽時の遺伝子発現を促進することを明らかにした。また、物質集積に必要なATPの生産に関わるATP合成酵素複合体のいくつかのサブユニットの遺伝子のクロ-ニングとその構造を解析し、物質集積とこれらの遺伝子の発現の関係について予備的な解析を行った。