形質転換手法による植物の器官分化に関与する遺伝子の単離

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我々はシロイヌナズナ均一化cDNAライブラリーを利用し、花序・花分裂組織を含む組織特異的に低発現すると期待される遺伝子を約400個単離した。このうち、アミノ酸レベルで既知遺伝子と相同性を示したものは約30%で、残りの約70%は相同性が見られない機能未知遺伝子であった。相同性からある程度機能の類推できるものとしては、受容体型プロテインキナーゼやキナーゼ類似遺伝子などシグナル伝達に関与するもの、転写因子やRNAポリメラーゼなどの転写に関与するものなどが多数存在した。受容体型プロテインキナーゼ遺伝子群や転写因子をコードする遺伝子群については全長のcDNAならびにゲノムクローンを単離した。mRNAの異所的遺伝子過剰発現やアンチセンスによる遺伝子発現抑制をおこす形質転換体を作成し表現型を観察した。受容体キナーゼのひとつであるIMK1のキナーゼ活性を欠く変異型キナーゼ領域を過剰発現させたシロイヌナズナは、総状花序となった。これら遺伝子群のリガンド結合部位およびキナーゼ領域と相互作用するタンパク質を現在探索中である。線虫のキナーゼと弱い相同性を示す遺伝子のアンチセンスによる形質転換体を作成して観察したところ、T1世代で生殖生長期に栄養生長的器官形成をする変異体(2次ロゼット葉形成)が、独立に多数得られた。この遺伝子の解析をすすめることにより植物の生長相の転換とそれに伴う形態形成に関する知見が得られると考えられる。現在、T2世代をもちいて、日長感受性など観点から詳しく解析を進めている。この遺伝子の全長のcDNAを単離したところ、酵母のゲノムプロジェクトから導かれた機能未知の遺伝子と遺伝子全体にわたり相同性があることがわかり、進化的に離れた生物でこの遺伝子がもつ機能解析が進めば、植物での現象の理解の助けになることも期待された。