シロイヌナズナにおける葉緑体光定位運動の解明

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葉緑体は細胞内で弱い光に対して集まり(集合反応)、強い光から逃避する(逃避反応)。私達の研究室では、近年シロイヌナズナを用いた分子遺伝学的解析から、光屈性や気孔の開口をも制御する2つのフォトトロピン(phot1,phot2)が葉緑体光位運動の青色光受容体として機能することを明らかにした。しかしながらこれら光受容体の下流の情報伝達系、そして葉緑体の運動系に関しては分子レベルで全く明らかにされていなかった。そこで私はシロイヌナズナにおける集合反応の変異体のスクリーニング法として"グリーンバンドアッセイ"を開発した。この方法により2種類の突然変異体jac1(J-domain protein for chloroplas+ accumulation responsel)とKac1(kinasin-like protein for chloroplast accumulation responsel)を単離した。jac1変異体は集合反応を完全に欠損しているが、kac1変異体は弱いながら集合反応を保持していた。再変異体で逃避反応は正常であった。野生型では暗黒下で葉緑体が細胞の底に沈む反応を示すがjac1変異体だけでなくphot2変異体もまたこの反応を欠損していた。ポジショナルクローニングにより、JAC1遺伝子は分子シャペロンタンパク質にみられるJ-ドメインを持つタンパク質をコードし、KAC1遺伝子は微小管モーターとして知られるキネシン様のタンパク質をコードすることが推定された。JAC1のmRNAとタンパク質は光によってまたはフォトトロピンの欠損によっても量の変化は見られなかった。現在はJAC1KAC1の抗体を用いてタンパク質のウェスタンブロッティングによる解析と、GFP-融合遺伝子を導入した形質転換体の観察により、両タンパク質の細胞内局在の解析を主に行っている。