葉の形態形成における遺伝子発現制御ダイナミクス

叶片形态发生中的基因表达控制动力学

• 批准号: 06278212
• 负责人: 青山 卓史
• 金额: $ 1.66万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06278212/
• 关键词: ホメオドメイン蛋白質; 転写制御; 光形態形成

Athb1はアラビドプシスのホメオドメイン蛋白質に属する転写因子である。これまでの研究により、構成的に強い転写促進能を有する改変Athb1(Athb1-VP16)を発現する形質転換タバコ株では、1)葉の柵状組織の形成が阻害される、2)暗所で発芽させた場合にも葉の展開が起こるなど、葉に特異的な形態的変化が観察されている。このAthb1-VP16にヒトのグルココルチコイドレセプター(GR)のレセプタードメインをつないだ改変転写因子(Athb1-VP16-GR)を形質転換タバコ内で発現させることによって、上記の形態的変化がグルココルチコイドの投与によって誘導される系(GR誘導系)が開発された。このGR誘導系を利用し、まず上記の形態的変化の人為的な誘導を植物形態形成上の様々な段階で行うことによって、それらが生じる原因が詳しく解析された。その結果、Athb1-DNA結合ドメインを持つ改変転写因子は葉のL2細胞の柵状組織細胞への分化を阻害することがわかった。つぎに、Athb1-DNA結合ドメインの標的遺伝子を同定するため、Athb1-VP16-GR遺伝子を導入したタバコ培養細胞BY-2株を確立した。この培養細胞を蛋白合成の阻害剤で処理した後、グルココルチコイド処理及び無処理のものに分けてmRNAが抽出された。GR誘導系においては蛋白質合成の阻害剤を併用することにより、Athb1-VP16-GRにより誘導された遺伝子産物がもたらす二次的な転写誘導を除外することができる。それぞれのmRNAを鋳型としてcDNAを合成し、それらをディファンシャル・ディスプレイ法を用いて比較した結果、グルココルチコイド処理した検体に特異的なcDNA断片が多数見出された。これらcDNAの塩基配列を決定し、Athb1-DNA結合ドメインの標的遺伝子を同定することは葉の形態形成に関わる遺伝子発現の制御を理解する上で有用であると期待される。

Athb1 is a protein gene that can be expressed in a variety of ways. In this study, we investigated the changes in leaf development and leaf specific morphology under the conditions of: (1) inhibition of leaf cascade formation;(2) enhancement of leaf development under the conditions of leaf cascade formation. The Athb1-VP16-GR transformation factor (Athb1-VP16-GR) is responsible for the qualitative transformation of the molecular structure into a molecular structure, and the GR-induced system (GR-induced system) is developed. This paper analyzes the reasons for the formation of plant morphology by using GR induction system and man-made induction system. As a result, Athb1-DNA binding factors continue to inhibit the differentiation of L2 cells and palisade cells. In addition, the target gene of Athb1-DNA binding to DNA was identified, and the Athb1-VP16-GR gene was introduced into the cultured cells BY-2 strain was established. mRNA was extracted from cultured cells after treatment with inhibitors of protein synthesis, treatment with inhibitors of protein synthesis, and treatment without inhibitors of protein synthesis. GR induction is a combination of inhibitors of protein synthesis, Athb1-VP16-GR induction, and secondary induction. The cDNA fragments were mostly found in the genome. The gene sequence determination of Athb1-DNA binding gene is useful in understanding the regulation of gene development in leaf morphogenesis.