植物における光による核内転写誘導の分子機構の解明

1.光に応答した転写調節機構の解析前年度に引き続き、植物特異的に見出され、機能が不明であったTFIIB型の基本転写因子pBrpの機能解析について、単細胞紅藻シゾンを主に用いて進めた。その結果、pBrpは植物一般に、核においてRNA polymerase I(Pol I)と共に、rDNAの転写に正に貢献する基本転写因子である事を明らかにした[Imamura et al.,(2008)EMBO J.]。真核生物の祖先は、現在の古細菌の様に、1種類のRNAポリメラーゼとTFIIB型の基本転写因子を用いてrDNAの転写を行っていたと考えられている。しかし、真核生物の内、植物以外の酵母や哺乳類においては、Pol Iと機能するTFIIB型の基本転写因子は存在しない事が明らかになっている。よって、pBrpの機能を明らかにする事により、(i)真核生物におけるリボソーム合成酵素系の進化の道筋、そして(ii)植物独自の転写制御機構の一端を明らかにする事に成功した。2.窒素代謝に関わる転写因子の解析初年度に同定した、窒素枯渇下(-N)において、転写量と蛋白質量が顕著に誘導される転写因子CmMYB1についての機能解析を更に進めた。クロマチン免疫沈降・ゲルシフト解析の結果、CmMYB1が-N特異的に窒素同化遺伝子群のプロモーターに特異的に結合している事を明らかにした。また、CmMYB1遺伝子破壊株を作製し、-Nにおいて誘導される窒素代謝に関わる転写産物量を調べた結果、それらの転写産物の誘導は完全に消失した。これらの事から、CmMYB1が窒素代謝に関わる正の転写因子である事が明らかになった(Imamura et al.,submitted)。本研究は、植物において、窒素代謝に不可欠な転写因子を初めて同定したものである。

1.光に応答した転写調節機構の解析前年度に引き続き、植物特異的に見出され、機能が不明であったTFIIB型の基本転写因子pBrpの機能解析について、単細胞紅藻シゾンを主に用いて進めた。その結果、pBrpは植物一般に、核においてRNA polymerase I(Pol I)と共に、rDNAの転写に正に貢献する基本転写因子である事を明らかにした[Imamura et al.,(2008)EMBO J.]。真核生物の祖先は、現在の古細菌の様に、1種類のRNAポリメラーゼとTFIIB型の基本転写因子を用いてrDNAの転写を行っていたと考えられている。しかし、真核生物の内、植物以外の酵母や哺乳類においては、Pol Iと機能するTFIIB型の基本転写因子は存在しない事が明らかになっている。よって、pBrpの機能を明らかにする事により、(i)真核生物におけるリボソーム合成酵素系の進化の道筋、そして(ii)植物独自の転写制御機構の一端を明らかにする事に成功した。2.窒素代謝に関わる転写因子の解析初年度に同定した、窒素枯渇下(-N)において、転写量と蛋白質量が顕著に誘導される転写因子CmMYB1についての機能解析を更に進めた。クロマチン免疫沈降・ゲルシフト解析の結果、CmMYB1が-N特異的に窒素同化遺伝子群のプロモーターに特異的に結合している事を明らかにした。また、CmMYB1遺伝子破壊株を作製し、-Nにおいて誘導される窒素代謝に関わる転写産物量を調べた結果、それらの転写産物の誘導は完全に消失した。これらの事から、CmMYB1が窒素代謝に関わる正の転写因子である事が明らかになった(Imamura et al.,submitted)。本研究は、植物において、窒素代謝に不可欠な転写因子を初めて同定したものである。