赤色光による陸上植物の細胞分裂制御機構の解析

MpPIF (シロイヌナズナにおいて赤色光シグナル伝達の抑制因子として知られるPIF3のオルソログ) のノックアウト株を用いてRNA-seq解析による下流遺伝子の探索をより詳細に行った。その結果、MpPIF依存的に光質依存的な発現変動を示す標的遺伝子候補を多数同定した。これらの発現変動遺伝子についてqRT-PCRによって発現解析を行ったところ、RNA-seq解析の結果を再現した。さらに、得られた標的遺伝子候補は、その光質依存的な発現量の継時的変化とMpPIFのタンパク質蓄積量に非常に高い相関がみられた。このことから、MpPIFの直接の標的遺伝子である可能性が高いことが考えられた。上記の標的候補遺伝子の中で、糖シグナルと細胞分裂に関与することが示唆されるMpABI4に着目した。シロイヌナズナにおいて、内皮形成のための細胞分裂や分化を制御するSCRがABI4の発現を直接制御することが報告されているため、MpPIFとMpSCR-LIKE1 (MpSCL1) の相互作用を解析した。その結果、MpPIFは酵母内でMpSCL1と相互作用を示した。さらに、これらの因子の相互作用はシロイヌナズナにおけるホモログ間でも見られた。これらから、PIF-SCLの相互作用は陸上植物に普遍的であることが示唆された。また、MpSCL1はそのプロモーター領域に細胞周期のG2/M期特異的な発現に重要なMitosis-Specific Activator (MSA) エレメントが多数存在することを見出した。そこで、MpSCL1の発現解析を行ったところ、MpSCL1はG2/M期特異的に発現する遺伝子であることが示唆された。MpPIFはシロイヌナズナのPIFファミリーと同様に赤色光依存的に速やかに分解されるため、MpPIF-MpSCL1複合体は赤色光シグナルと細胞分裂制御機構の統合点である可能性が期待される。

MpPIF (シロイヌナズナにおいて赤色光シグナル伝達の抑制因子として知られるPIF3のオルソログ) のノックアウト株を用いてRNA-seq解析による下流遺伝子の探索をより詳細に行った。その結果、MpPIF依存的に光質依存的な発現変動を示す標的遺伝子候補を多数同定した。これらの発現変動遺伝子についてqRT-PCRによって発現解析を行ったところ、RNA-seq解析の結果を再現した。さらに、得られた標的遺伝子候補は、その光質依存的な発現量の継時的変化とMpPIFのタンパク質蓄積量に非常に高い相関がみられた。このことから、MpPIFの直接の標的遺伝子である可能性が高いことが考えられた。上記の標的候補遺伝子の中で、糖シグナルと細胞分裂に関与することが示唆されるMpABI4に着目した。シロイヌナズナにおいて、内皮形成のための細胞分裂や分化を制御するSCRがABI4の発現を直接制御することが報告されているため、MpPIFとMpSCR-LIKE1 (MpSCL1) の相互作用を解析した。その結果、MpPIFは酵母内でMpSCL1と相互作用を示した。さらに、これらの因子の相互作用はシロイヌナズナにおけるホモログ間でも見られた。これらから、PIF-SCLの相互作用は陸上植物に普遍的であることが示唆された。また、MpSCL1はそのプロモーター領域に細胞周期のG2/M期特異的な発現に重要なMitosis-Specific Activator (MSA) エレメントが多数存在することを見出した。そこで、MpSCL1の発現解析を行ったところ、MpSCL1はG2/M期特異的に発現する遺伝子であることが示唆された。MpPIFはシロイヌナズナのPIFファミリーと同様に赤色光依存的に速やかに分解されるため、MpPIF-MpSCL1複合体は赤色光シグナルと細胞分裂制御機構の統合点である可能性が期待される。