細胞核にコードされた葉緑体局在型RNAポリメラーゼの機能解析

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高等植物の葉緑体には、葉緑体ゲノムにコードされた原核型RNAポリメラーゼ(PEP)と細胞核にコードされたファージ型RNAポリメラーゼ(NEP)の少なくとも2種類のRNAポリメラーゼが存在する。PEPが光合成関連遺伝子を転写するのに対して、NEPはハウスキーピング遺伝子の転写を行っていると考えられている。葉緑体の分化初期にはNEPが主に働きPEPやリボソーム等の転写翻訳関連遺伝子を転写し、その後葉緑体の発達と共にPEPが構成され光合成関連遺伝子を転写すると考えられている。シロイヌナズナには2個のファージ型RNAポリメラーゼ(AtRpoT;2とAtRpoT;3)が存在するが、NEP転写装置における役割は明らかにされていない。本研究は、AtRpoT;3欠損株の作製と解析を行い、NEPにおけるAtRpoT;3の機能を解明することを目的としている。平成16年度には、RNAi法を用いてシロイヌナズナのAtRpoT;3の発現量を低下させた形質転換体の作製を試みた。この結果得られた形質転換体ではAtRpoT;3の転写産物量が減少した。また、子葉のみが白化するという表現型を示した。平成17年度には、この形質転換体における葉緑体の遺伝子発現について調べた。シロイヌナズナにおいてNEPの活性が最も高いとされる播種後48時間目の植物体の葉緑体遺伝子の転写産物量を調べたところ、rpoBやaccDなど多くの葉緑体遺伝子の転写産物が劇的に減少した。本研究の結果および2004年に報告されたAtRpoT;2欠損変異体の解析結果から、NEP転写装置のコア酵素はAtRpoT;3であり、AtRpoT;2は補助的な役割を担うのではないかと考えられた。