高等植物の窒素および炭素同化系遺伝子間でのグルタミンに関連した発現制御機構の解析

高等植物氮碳同化基因谷氨酰胺相关表达调控机制分析

基本信息

批准号：
06760079
负责人：
榊原均
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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

项目摘要

申請者らはトウモロコシ切取り葉の実験系を用い、硝酸による硝酸還元酵素(NR)、プラスチド型グルタミン合成酵素(GS2)遺伝子の発現誘導から、グルタミン蓄積によるNR遺伝子発現の仰制およびC4植物炭酸同化酵素ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ(PEPC)mRNAの蓄積に至る一連の過程に関与するシグナル伝達因子について調べた。一般的なシグナル伝達に関与すると思われる種々の作用因子(セカンドメッセンジャー、蛋白質リン酸化・脱リン酸化等)の阻害剤を用いて影響を調べたところ、硝酸誘導はEGTAまたはLa^<3+>により顕著に阻害されたことからシグナリング因子として細胞外からのカルシウムイオンの流入が関与しているものと考えられた。また低濃度のオカダ酸、カリクリンAニヨッテモ阻害されたことから、硝酸シグナル伝達には蛋白質の脱リン酸化等も関与しているものと考えられた。既に我々はC4植物のNR,GS2の硝酸誘導は葉組織中では葉肉細胞で起こることを明らかにしていることから、このシグナル伝達経路も葉肉細胞特異的な分布をしているものと思われる。グルタミンはNRの硝酸誘導を顕著に抑制したのに加え、PEPCmRNAの蓄積量を有意に増加させた。しかしPEPC遺伝子の転写活性を上昇させなかったことからグルタミンはPEPCmRNAの転写後調節に関与しているものと考えられた。また、上記の阻害剤による実験からこの転写後調節にも蛋白質のリン酸化・脱リン酸化が関与していることが示唆された。以上のことから、グルタミンは窒素および炭素同化系遺伝子発現間のコミュニケーション物質の1つであり、前者には転写レベルで、後者には転写後レベルで調節に関与していると結論した。

使用玉米叶切割的实验系统，申请人研究了参与一系列过程的信号传导因素，包括硝酸还原酶（NR）表达的诱导和质体谷氨酰胺合酶（GS2）基因（GS2）基因（GS2）基因通过氮酸通过NR基因表达的实用性以及谷氨酰胺表达的实用性以及C4植物剂量的积累（PEPC）mRNA。当使用各种抑制剂的抑制剂研究这些效果时，这些抑制剂被认为与一般信号传导有关（第二使者，蛋白质磷酸化，去磷酸化等）时，EGTA或LA^<3+>显着抑制了硝酸盐诱导，并且认为人们认为从该单元格外部的钙离子流入了信号因子。此外，由于以低浓度抑制冈田酸和钙蛋白酶A，因此人们认为蛋白质的去磷酸化也参与了硝酸盐信号传导。我们已经揭示了C4植物中NR和GS2的硝酸盐诱导发生在叶片组织中的叶肉细胞中，并且该信号传导途径似乎也具有叶肉汤特异性分布。谷氨酰胺不仅显着抑制了NR硝酸盐的诱导，而且显着增加了PEPC mRNA的积累。但是，由于它没有增加PEPC基因的转录活性，因此谷氨酰胺被认为参与了PEPC mRNA的转录后调节。此外，对上述抑制剂进行的实验表明，蛋白质磷酸化和去磷酸化也参与了该转录后调节。从上面，我们得出结论，谷氨酰胺是氮和碳同化系统基因表达之间的沟通物质之一，前者参与了转录水平的调节，而后者则参与了转录后水平。