シロイヌナズナにおけるHis-Aspリン酸リレー情報伝達の分子機構

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申請者らは、シロイヌナズナのHis-Aspリン酸リレー情報伝達系を構成する各種因子の検索と網羅的クローン化を完了している。その結果、現在までに3種類のセンサキナーゼ(AHK2-4)、5種類のHPt(AHP1-5)、14種類のレスポンスレギュレーター(ARR3-16)の存在を明らかにすることに成功した。各遺伝子に関して、cDNAをクローン化し一次構造を明らかにするとともに、各器官での遺伝子の発現様式を明らかにした。さらにAHPがHPt因子として、ARRがレスポンスレギュレーターとして機能する遺伝子であることを遺伝学的手法及び生化学的手法を用いて確定した。興味深いことに、AHK4がサイトカイニン受容センサーであることを示唆する結果も最近得られた。これらこれまでに得られた知見を元に、本研究では申請者は特にAHK, AHP遺伝子群に焦点を絞り細胞内情報伝達ネットワーク全体像の中でのAHK, AHP遺伝子群の位置付け、植物個体レベルでの器官間コミュニケーションを介した個体高次機能統御における役割という2つの視点から、シロイヌナズナにおけるHis-Aspリン酸リレー情報伝達系の解析を進める。本年度は以下の研究を実施することによってAHKsとAHPsまたはAHPsとARRsといった因子間の相互関係と各因子を網羅的に解析することで各因子の特異性を明らかにした。AHKsに関して1)大腸菌システムを利用してAHK2/3/4全ての恒常的活性型変異やドミナントネガティブ変異を作成し、それらを植物体に導入した。その結果、幾つかのラインでサイトカイニン情報伝達系が活性化したと思われるような表現型を示した。2)AHKs遺伝子の発現部位をGUS発現系を利用することでより詳細にし、各因子の発現部位の特異性を明らかにした。AHPsに関して1)酵母Two-Hybrid法を用いてAHP1-5の網羅的な相互作用解析を行った。その結果、新規相互作用因子を取得することに成功した。2)全てのAHPsに関して各器官におけるRNAレベルの発現、GUS発現系を利用した組織レベルでの発現を明らかにした。3)T-DNA挿入変異を検索することで機能欠損変異を取得した。今後これら欠損変異植物体を利用することでAHPのより詳細な生理機能を明らかにしたいと考えている。