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

A02 公募研究:受容体・細胞応答機構

オーレオクロームによる光情報受容と転写調節機構研究の新展開

研究代表者 久冨 修 大阪大学大学院理学研究科・准教授 研究代表者ホームページ
連携研究者 片岡 博尚 東北大学学術資源研究公開センター 植物園・協力研究員 連携研究者ホームページ

研究概要

 オーレオクロームは、黄色植物であるフシナシミドロで発見されたタンパク質で、DNA結合領域であるbZIPドメインと、青色光感受性領域であるLOV(light-oxygen-voltage)ドメインを持つ。光依存的にDNAへの親和性が変化することから、オーレオクロームは光制御型転写因子として機能すると考えられている。どのようにしてオーレオクロームは光信号をDNAへの結合性の変化に変換するのであろうか? オーレオクロームの機能メカニズムの解明は、光制御プロモーターの創製につながることも期待される。  本研究では、我々が構築した発現系を用いて、オーレオクロームの機能メカニズムを理解することを目的とし、以下のような研究を行う。
(1)LOVドメインの解析
 LOVドメインに部位特異的変異を導入し、吸収・蛍光スペクトルや光反応速度などに対する影響を調べて、オーレオクロームの機能メカニズムを解析する。
(2)bZIPドメインの解析
 動的光散乱(DLS)法による測定により、青色光の照射にともなうオーレオクロームおよびその変異タンパク質の構造変化を観測できることを明らかにした。そこで、DNAに結合するときの構造の変化をDLSや偏光解消およびFRET測定により、リアルタイムで定量的に観測する。
(3)最先端手法を用いた解析
 赤外分光分析、過渡回折格子法、NMR測定など、組換えタンパク質およびその変異体を最先端の手法で解析する。また、構造やその変化などに関しても、各手法のエキスパートと協力して解析を進めていく。  

図:オーレオクローム研究の概略図

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