高等植物葉緑体RNAポリメラーゼシグマ因子の研究

高等植物叶绿体RNA聚合酶σ因子的研究

基本信息

批准号：
10170207
负责人：
田中寛
金额：
$ 2.69万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10170207/
关键词：
chloroplast RNA polymerase transcription sigma factor Arabidopsis thaliana Nicotiana tabacum

项目摘要

本年度の研究ではまず、シロイヌナズナの葉緑体シグマ因子遺伝子のうちsigBについて、cDNAの全長をCaMV35Sプロモーターに対して順方向、逆方向に連結し、シロイヌナズナに導入した。その結果、コード鎖、相補鎖とも植物体が黄緑色を示し、葉緑体分化が異常になっていると考えられた。これはシグマ因子機能と葉緑体分化の関連を示す初めての知見である。sigAおよびsigB遺伝子の発現をuidA融合遺伝子により調べたところ、これらシグマ因子遺伝子の発現パターンは基本的に同一であり、葉緑体の発達する緑色組織において発現が見られた。特に発芽初期の子葉や発生初期の本葉など、葉緑体発達の途上と考えられる組織において強い発現が見られた。シグマ因子の発現を蛋白質レベルで調べるために、SigA蛋白質に対する単クローナル抗体を用いてタバコ植物体における発現を解析したところ、SigA蛋白質は葉組織の成熟に伴い蓄積していくことが示された。発生の初期段階において強いプロモーター活性が観察されることと併せると、何らかの転写後制御の存在を示唆するものと考えられる。本年度はこの他に、シロイヌナズナゲノム計画の進行に伴い新たに2種の葉緑体シグマ因子遺伝子を見いだし、sigD,sigEと命名した。これらに対応するcDNAが取得されたことから、これら遺伝子は実際に機能しているものと考えられる。また、RT-PCR法により、sigDの発現が根部で非常に弱いことなどが明らかになった。従って、これまでに都合5種類の葉緑体シグマ因子遺伝子を同定した。

在今年的研究中，将cDNA的全长与拟南芥中叶绿体sigma因子基因的SIGB的CAMV35S启动子联系起来，并被引入拟南芥中。结果，植物中的编码链和互补链都是黄绿色的，叶绿体分化被认为是异常的。这是显示Sigma因子功能与叶绿体分化之间的关联的第一个发现。当使用UIDA融合基因检查SIGA和SIGB基因的表达时，这些Sigma因子基因的表达模式基本相同，并且在具有叶绿体发育的绿色组织中观察到表达。在被认为是在叶绿体发育过程中，例如早期发芽的子叶和早期发育时的真实叶片的组织中，特别表达强烈的表达。为了研究Sigma因子在蛋白质水平上的表达，使用对Siga蛋白的单链抗体分析了烟草植物中的表达，并表明Siga蛋白随叶组织的成熟而累积。结合在发育初期观察强启动子活性的结合，据信表明存在某些转录后调节。除此之外，今年与拟南芥基因组计划的进步一起发现了两个新的叶绿体Sigma因子基因，并将其命名为Sigd和Sige。由于已经获得了相应的cDNA，因此人们认为这些基因实际上是功能性的。此外，RT-PCR方法表明SIGD表达在根部非常弱。因此，到目前为止，已经鉴定出五个叶绿体Sigma因子基因。