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

A03 公募研究:『植物細胞場』解析技術開発

ゲノム情報科学に基づく環境応答性プロモーターの動作原理の還元論的解析

研究代表者 山本 義治 岐阜大学応用生物科学部・教授 研究代表者ホームページ
連携研究者 百町 満朗 岐阜大学応用生物科学部・教授
小林 佑理子 岐阜大学応用生物科学部・助教
櫻井 哲也 理化学研究所環境資源科学研究センター・ユニットリーダー
松井 南 理化学研究所環境資源科学研究センター・チームリーダー
嶋田 勢津子 理化学研究所環境資源科学研究センター・研究員

研究概要

 動くことのできない植物は高度な環境適応能力を発達させているが、その中心部は環境変化に対する転写応答にある。環境シグナルと転写応答についてのこれまでの研究から環境応答を担うシス制御配列がいくつか発見されてきてはいるものの、得られている知見は散発的である。現在の知見ではプロモーター配列情報からある遺伝子の発現パターンを予測するというのは不可能であり、また、環境応答を担う転写ネットワークを理解するにも極めて不十分である。
 通常1つの天然プロモーターには複数の転写制御配列が含まれており、いくつかの環境シグナルがプロモーター上で統合されている。プロモーター配列をもとに発現プロファイルを予測するには以下の点についての知識が整備されていなければならない。①含まれるすべての制御配列、②それぞれの制御配列が単独でプロモーター上に存在した際に引き起こされる転写パターン、③制御配列がプロモーター上に共存している場合の協調的な作用と転写パターンに与える効果。
 困難なことではあるが、幸い①については我々の技術により高い精度で予測することが可能である。そこで、本プロジェクトにおいては、いくつかのプロモーターについて我々の構造予測をもとに②、③について合成プロモーターを作成しin vivoにおける発現データを実験的に取得する。そして、得られたデータを用いれば実際に「プロモーター配列からの発現パターンの予測」が実現可能であるのかどうか、また、その際に必要とされるロジックについて検討する。

図:プロモーター概略図

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