葉の形態形成における遺伝子発現制御ダイナミクス

叶片形态发生中的基因表达控制动力学

基本信息

批准号：
08262213
负责人：
青山卓史
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

(1)構成的な転写活性化能をもつ改変Athb‐1(HDZipl‐VP16)を形質転換タバコ内で発現すると、柵状組織の形成阻害や暗所における葉の展開など葉に特異的な形態的変化が引き起こされる。さらにHDZip1‐VP16にグルココルチコイド・レセプターのレセプタードメインを付加し(HDZipl‐VP16‐GR)、タバコ内に導入することにより上記の形態的変化を人為的に誘導することができる。このHDZipl‐VP16‐GRをタバコBY‐2細胞に導入し、ディファレンシャルディスプレイ法を用いてAthb‐1 DNA結合ドメインの標的遺伝子の検索を行った。その結果、ヒストンH3と相同な遺伝子および機能が未知の2つの遺伝子が同定された。これらの遺伝子が本来どのような状況において発現されるものであるかを解析中である。(2)パーティクルボンバードメント法による実験から、Athb‐1のDNA結合ドメインのC端側に存在する酸性アミノ酸に富んだ領域が非常に強い転写活性化ドメインとして働くことが明らかになった。しかし、タバコにおいてAthb‐1はHDZipl‐VP16に較べて弱い表現型しかもたらさない。Athb‐1による表現型は低温下において強められることと併せて、Athb‐1の転写活性化能は何らかの形で負に制御を受けていると考えられる。(3)HDZipl‐VP16‐GR遺伝子およびHDZip2‐VP16‐GR遺伝子を導入した形質転換アラビドプシスを作成した。HDZipl‐VP16‐GRを有する形質転換体では、子葉および葉の短軸方向における伸長阻害、暗所における子葉および葉の展開など、葉の形態形成に関する変化がグルココルチコイドの添加により誘導された。HDZip2‐VP16‐GRを有する形質転換体では、明所、暗所ともに胚軸の伸長阻害および水平方向への肥大成長が誘導された。Athb‐2を35Sプロモータにより強制発現させた形質転換体では胚軸の伸長が促進されること、およびHDZip2‐VP16‐GRは誘導時において強い転写因子として働くと考えられることから、Athb‐2そのものは負の転写因子である可能性が示唆された。

(1)当具有组成型转录激活能力的修饰Athb-1(HDZipl-VP16)在转基因烟草中表达时，引起叶片特异性形态的变化，例如栅栏形成的抑制和叶片在黑暗中的扩展。此外，通过在HDZip1-VP16(HDZip1-VP16-GR)上添加糖皮质激素受体受体结构域并将其导入烟草中，可以人为诱导上述形态变化。将该HDZipl-VP16-GR导入烟草BY-2细胞中，并利用差异显示方法寻找Athb-1 DNA结合结构域的靶基因。结果，鉴定出一个与组蛋白H3同源的基因和两个功能未知的基因。我们目前正在分析这些基因最初表达的条件。 (2)使用粒子轰击方法的实验表明，Athb-1 DNA结合结构域C末端的富含酸性氨基酸的区域充当非常强的转录激活结构域。然而，Athb-1 在烟草中产生的表型比 HDZipl-VP16 弱。除了 Athb-1 诱导的表型在低温下增强之外，Athb-1 的转录激活能力被认为以某种方式受到负调节。 (3)通过导入HDZip1-VP16-GR基因和HDZip2-VP16-GR基因创建转化拟南芥。在HDZipl-VP16-GR转化体中，糖皮质激素的添加诱导了叶片形态发生的变化，包括抑制子叶和叶片在短轴方向上的伸长以及子叶和叶片在黑暗中的扩张。在携带HDZip2-VP16-GR的转化体中，在光照和黑暗下均诱导下胚轴伸长和水平肥大生长的抑制。由于在Athb-2由35S启动子强制表达的转化体中，下胚轴伸长得到促进，并且HDZip2-VP16-GR被认为在诱导过程中充当强转录因子，因此Athb-2本身被认为这可能是由于负转录因子。