ホスホコリンを介した器官間コミュニケーションの分子遺伝学的解析

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1. コリンによる生育阻害は、リン酸の欠乏による阻害とは表現型が異なることがわかった。従って、コリンによる生育阻害は、コリン自身の蓄積によるか、あるいは、コリンがホスホコリンに変換されてもリン酸欠乏を引き起こしていない可能性が考えられる。2. コリンは生育阻害を起こすが同濃度のベタインは生育阻害を起こさないことがわかった。このことから、コリンによる生育阻害は、その代謝物であるベタインによるものではないことが示唆された。3. ベタインの添加は、シロイヌナズナの根の成長を促進した。さらに、コリンを添加するとコリンの濃度に依存して地上部の生育阻害が観察された。今後は、ベタインを含む培地を基本として、コリン感受性変異株のスクリーニングにとりかかるつもりである。4. 酵母の栄養要求性の相補を指標にして、L-セリンからのコリン合成の初発反応を触媒するセリン脱炭酸酵素のcDNAのクローニングを試みた。ホスファチジルセリン合成酵素を欠くためにリン脂質が合成できず生育ができない酵母変異株にナタネの根由来のcDNAプラスミドライブラリーを導入し、最小培地で生育を回復した酵母クローンを単離した。その結果、グループ2に属するピリドキサルリン酸依存型ヒスチジン脱炭酸酵素(HisDC)と高い相同性を示すクローンが単離された。植物では、トマト果実の成熟初期に発現するTOM92が、同じようにHisDCと相同性を示すことがPictonら(1993)によりすでに報告されているが、TOM92は根や葉などの栄養器官では発現していない。本研究によりヒスチジン脱炭酸酵素が植物に広く存在する酵素であることが示唆された。単離したクローンがヒスチジンやセリンを基質とするかを、大腸菌発現タンパク質をもちいて確認している。