概日時計による光合成機能の時間的統合:時間情報の細胞内クロストーク

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植物の様々な代謝の中でも昼夜変化に大きく依存する光合成機能は概日時計の制御をうけ、多くの光合成の遺伝子発現が概日リズムを示す。従って概日時計による制御を理解することは、光合成機能の理解に重要であり、さらに農業上の収率向上の可能性を持っている。本計画では、植物細胞における遺伝子発現の時間的制御を理解することを目指し、核および葉緑体の2っの異なる遺伝子系にわたる発現リズムをコーディネートする時計機構を調査するため、まず生物発光レポータを指標としたリアルタイム遺伝子発現測定系の構築を試みた。このため葉緑体ゲノムに相同組換えを起こす組換え遺伝子(psbDプロモーター下流にルシフェラーゼ遺伝子を接続した)を作製し、京都大学豊島研究室の協力を得て、タバコにパーティクルガンで導入した。現在形質転換体の発育をまって発光の測定を行う予定である。植物の発光レポーターが当研究室で使用している生物発光測定装置によって、感度的にも充分測定可能であることは、すでに確認されているので、形質転換体が得られれば、速やかに結果が得られると期待される。もし、基質の透過性などの問題で発光レポーターがうまく作動しない場合は、基質を要しないGFPをレポーター遺伝子として利用する検討も進めつつある。一方、アラビドプシスの短周期型時計変異体toc1を得て、この核コードの遺伝子(cab等)や子葉の運動リズムなどに広く影響を与えるアラビドプシスの時計変異体が、葉緑体コードpsbD LRPからの転写産物量のリズムに同様の影響をあたえるか、否かをノザン解析によって調べつつある。