高等植物葉緑体RNAポリメラーゼシグマ因子の研究

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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。