植物葉緑体RNAポリメラーゼのppGpp結合部位に関する研究

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ヒメツリガネゴケにおけるRSH遺伝子のクローニングおよび機能解析これまでの研究より、ヒメツリガネゴケが有する9つのRSH遺伝子の発現量は、植物にとってストレスとなる紫外線やアブシジン酸処理により、顕著に上昇することが明らかとなった。このうち、最も強く発現しているP_pRSH1およびP_pRSH2に注目し、ヒメツリガネゴケにおけるRSH遺伝子の機能解明を目的に研究に着手した。まずP_pRSH1およびP_pRSH2の過剰発現株を作製することにした。得られたそれら欠損変異株はともに、野生株と比較して茎葉体の数が増加するという表現型を示した。RSHタンパク質は植物においては葉緑体に局在しており、葉緑体内において機能していることが示唆されている。また、RSHタンパク質産物であるppGppは原核生物の転写翻訳活性に影響を与えることから、次に、野生株および変異株の葉緑体タンパク質について二次元電気泳動により解析した。その結果、グルコース含有培地で生育させたときにのみ、そのタンパク質プロファイルに変化が現れた。すなわちグルコース含有培地において、ルビスコ大サブユニットタンパク質の含量が有意に減少していることが明らかとなった。さらに遺伝子発現レベルにおいてもルビスコ大サブユニットの発現が減少していることも示された。このことは、RSH遺伝子がグルコース代謝と光合成に関わっているというこれまでにない新たな知見を示すものである。植物におけるRSH遺伝子の機能に関する報告はこれまでにほとんどなされておらず、本結果はRSH遺伝子の機能を解明する重要な足がかりとなると考えられる。