細胞内情報解析のための光分子スイッチの開発

开发用于细胞内信息分析的光学分子开关

基本信息

批准号：
19657068
负责人：
青山卓史
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19657068/
关键词：
植物細胞・組織生体分子発現誘導

项目摘要

動植物の発生・分化の研究では、特定の遺伝子やタンパク質の機能を調べるために、それらの発現を人為的に誘導するという手法がしばしば用いられる。現在そのような目的で利用されている発現誘導系では、誘導因子の性質上、発現誘導は個体・組織全体またはある程度の空間的広がりをもつ部分に対して行われている。しかしながら、発生・分化の制御において鍵となる遺伝子やタンパク質の発現は少数の細胞もしくは単一の細胞で起こることが多く、隣接する細胞間で制御遺伝子の発現状態が異なることも細胞分化パターンの形成において重要な要素である。本研究では、空間的位置の限定が容易な光を誘導因子として、植物の光受容体タンパク質フィトクロムおよびケージド化合物を光分子スイッチとして用いて、遺伝子発現誘導系および細胞内タンパク質局在化系の開発を行った。タマネギの表皮細胞の一過的発現系においてAPBとLexA-DNA結合ドメインを持つ融合タンパク質(APB-LexA)およびphyBと転写活性化ドメインを持つ融合タンパク質(phyB-VP16)を発現させたところ、明条件下においてLexA結合配列をプロモーターに持つYFP遺伝子の発現を上昇させることができた。しかしながら、この系を導入した形質転換シロイヌナズナではこの光条件による転写誘導は見られなかった。その原因として、phyB-VP16遺伝子の発現レベルが低いことが考えられた。また、それら形質転換植物ではphyB突然変異体と類似の表現型が見られた。上記と同様の理由で光誘導的タンパク質局在化のためのフィトクロム融合タンパク質の利用も形質転換植物内では困難であることが考えられた。このため、ケージド化したタンパク質二量体誘導化合物(caged-CID)の利用を検討した。

在研究植物和植物的发展和分化的研究中，人为地诱导其表达的技术通常用于研究特定基因和蛋白质的功能。在目前用于此类目的的表达诱导系统中，由于诱导剂的性质，表达诱导是在整个个体/组织或部分进行空间范围内进行的。但是，基因和蛋白质的表达是控制发育和分化的关键，通常发生在少数细胞或单个细胞中，而相邻细胞之间调节基因的差异表达状态也是形成细胞分化模式的重要因素。在这项研究中，我们使用植物光感受器蛋白质植物色素和笼子作为摄影化合物作为诱导剂，开发了可以轻松限制作为诱导剂的空间位置的光和诱导物作为诱导剂的光，开发了基因表达诱导系统和细胞内蛋白质定位系统。在洋葱表皮细胞的瞬时表达系统中，表达了具有APB和LEXA-DNA结合结构域（APB-LEXA）的融合蛋白和具有PHYB和转录激活结构域（PHYB-VP16）的融合蛋白，并且carting ceptrancing carting cartive cartering cartering条件增加了YFP基因的表达。然而，在引入该系统的转化拟南芥中，在这些光条件下未观察到转录诱导。这被认为是由于Phyb-VP16基因的表达水平较低。此外，在这些转化的植物中观察到了与phyb突变体类似的表型。出于与上述相同的原因，人们认为在转化的植物中，使用植物色素融合蛋白在光诱导的蛋白质定位中也很难。因此，研究了使用笼蛋白二聚体衍生的化合物（笼木）的使用。