高等植物シロイヌナズナにおける外部気温に応答した生長制御機構の解析

前年度に報告したPIF4プロモータ領域へのELF3, LUXタンパク質の局在量が温度依存的に変化するという結果を補足する実験として①エピトープタグ及び標的遺伝子を既知のELF3標的遺伝子LUX, PRR9等に変えて実験を行い同様の結果を得た。この事は上記の性質がシスエレメントに依存しないELF3, LUXおよびELF4によって形成されるEvening Complex自体の性質を反映した性質であることを示唆している。この結果と関連してELF3タンパク質のPIF4プロモータ領域への局在がLUXに依存的であることが過去に報告されているが、LUXタンパク質の局在に対するelf3, elf4遺伝子欠損の影響はこれまで知られていなかった。そこで次にelf3, elf4それぞれの遺伝子欠損変異株の中でエピトープタグ標識LUXタンパク質を発現する植物の作成を行った。これを用いて②elf3欠損株におけるLUXタンパク質のPIF4プロモータ領域への局在量を調べると野生型と比較して顕著な局在量の減少が観察された(elf4欠損については未検証)。この結果からELF3, LUXタンパク質の標的プロモータ領域への局在は相互依存的であることが明らかとなった。この結果を受け、ELF3タンパク質の細胞内局在に着目し③核精製処理により核に含まれるタンパク及び細胞質に含まれるタンパクをそれぞれ分離しWestern blotによって検出することでELF3タンパク質の細胞内局在の変化を調べた。結果としてELF3のバンドは核分画にのみ検出され、またこのバンドが2時間の温度処理によって有意に減退する様子が観察された。以上の結果より、夜間の温度変化のシグナルはELF3タンパク質の細胞内局在を変化する事で転写因子PIF4の発現抑制作用を解除し、植物の伸長生長を促進するという一連の制御メカニズムの全体像が示唆された。

前年度に報告したPIF4プロモータ領域へのELF3, LUXタンパク質の局在量が温度依存的に変化するという結果を補足する実験として①エピトープタグ及び標的遺伝子を既知のELF3標的遺伝子LUX, PRR9等に変えて実験を行い同様の結果を得た。この事は上記の性質がシスエレメントに依存しないELF3, LUXおよびELF4によって形成されるEvening Complex自体の性質を反映した性質であることを示唆している。この結果と関連してELF3タンパク質のPIF4プロモータ領域への局在がLUXに依存的であることが過去に報告されているが、LUXタンパク質の局在に対するelf3, elf4遺伝子欠損の影響はこれまで知られていなかった。そこで次にelf3, elf4それぞれの遺伝子欠損変異株の中でエピトープタグ標識LUXタンパク質を発現する植物の作成を行った。これを用いて②elf3欠損株におけるLUXタンパク質のPIF4プロモータ領域への局在量を調べると野生型と比較して顕著な局在量の減少が観察された(elf4欠損については未検証)。この結果からELF3, LUXタンパク質の標的プロモータ領域への局在は相互依存的であることが明らかとなった。この結果を受け、ELF3タンパク質の細胞内局在に着目し③核精製処理により核に含まれるタンパク及び細胞質に含まれるタンパクをそれぞれ分離しWestern blotによって検出することでELF3タンパク質の細胞内局在の変化を調べた。結果としてELF3のバンドは核分画にのみ検出され、またこのバンドが2時間の温度処理によって有意に減退する様子が観察された。以上の結果より、夜間の温度変化のシグナルはELF3タンパク質の細胞内局在を変化する事で転写因子PIF4の発現抑制作用を解除し、植物の伸長生長を促進するという一連の制御メカニズムの全体像が示唆された。