植物の環境感覚:刺激受容から細胞応答まで - 文部科学省 科学研究費補助金 新学術領域研究 平成22年度~26年度

A01 公募研究:個別刺激応答機

フィトクロムによるグリセリン酸キナーゼの細胞内局在制御機構の解析

研究代表者 松下 智直 九州大学大学院農学研究院・准教授 研究代表者ホームページ

研究概要

 植物は、周囲の光情報に応じて形態や代謝を変化させることで適応を図り、自らの置かれた環境において光合成効率を最適化している。フィトクロムはその際に働く主要な光情報受容体であり、赤色光依存的にPIFと呼ばれる転写因子と相互作用し、様々な遺伝子の転写制御を行うことで光シグナルを伝達すると考えられている。
フィトクロム蛋白質は、光受容に働くN末端領域と、キナーゼドメインを持つC末端領域の、2つの領域から成る。従来フィトクロムはC末端領域内のキナーゼ活性により下流にシグナルを伝達すると信じられてきたが、申請者の研究によりその「常識」が覆され、フィトクロムの最も主要な分子種であるphyBがC末端領域ではなくN末端領域からシグナルを発することが証明され、phyB下流の経路を見直す必要が生じた。
そこで我々は大規模な順遺伝学的解析を徹底的に行い、その結果、phyBがPIFを介した転写制御に加えて、新奇スプライシング制御因子RRC1を介して選択的スプライシング制御も行うこと、そして光呼吸C2回路に必須なグリセリン酸キナーゼ(GLYK)が、phyBによるRRC1を介した選択的スプライシング制御を受けることで、光依存的に細胞内局在を変化させること、などを発見した。
そこで本研究では、GLYKの光依存的な細胞内局在変化に着目し、その生理学的意義と分子機構を明らかにすることにより、現時点で不明である、(1) phyBによる標的遺伝子の選択的スプライシング制御の光生理学的意義、ならびに、(2) phyBからRRC1に至るシグナル伝達機構、この2点の解明を目指す。

図:概要図

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