光形態形成時の遺伝子発現調節機構の解析

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エンドウ低分子量GTPase遺伝子PRA2は暗所生育エンドウの上胚軸で発現しており、光により発現が抑制される。これまで、この遺伝子の発現が光で調節される仕組みを調べてきた。その過程で光応答に必要かつ十分なシスエレメントDE1をみつけ、さらにDE1に結合するDNA結合タンパク質DF1を同定した。今年度は、DF1に関する機能解析を進めるとともに、研究の端緒となったPRA2遺伝子の解析も進めた。1)植物への遺伝子導入実験から、暗所でDF1はDE1エレメントを介して遺伝子発現を誘導することがわかった。2)DF1の発現を調べたところ、mRNA量は光照射の影響を受けないのに対して、タンパク質量は減少していることがわかった。すなわち、DF1タンパク質の量は転写後の調節機構によって制御されていることがわかった。3)PRA2遺伝子は小胞輸送に関わるYpt/Rabファミリーに属する。どこの小胞輸送に関わっているかを調べるために局在を調べたところ、Pra2タンパク質は、ゴルジ体とエンドソームに局在していた。PRA2遺伝子はYPt/Rabファミリーの中でも、YPt3/Rab11サブファミリーに属する。パン酵母やヒトでは、このサブファミリーに属する遺伝子が2-3個であるのに対して、アラビドプシスでは約25個もある。その存在意義を調べるために、Pra2と近縁のPra3タンパク質の局在を調べた。その結果、Pra3タンパク質はトランスゴルジネットワークに局在していた。このことは、植物ではYpt3/Rab11サブファミリーの機能・局在の多様化がおこっており、この点が動物や酵母のYpt3/Rab11遺伝子と異なっていた。4)DF1を同定する過程で見つけた、新たな亜鉛フィンガーのサブクラスに属する植物特有DNA結合タンパク質PLATZ1について解析を進めた。