シロイヌナズナのユビキノン生合成経路解明とその生合成変異体の解析

拟南芥泛醌生物合成途径的阐明及其生物合成突变体分析

基本信息

批准号：
13760060
负责人：
岡田憲典
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Tokyo Gakugei University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13760060/
关键词：
シロイヌナズナユビキノン生合成細胞内局在性

项目摘要

1.ユビキノン欠失植物の解析前年度AtPPT1遺伝子欠損株の分離比から、本遺伝子が植物の胚発生に必須であることが示唆された。そこで本年度は、既に単離してあったatppt1変異株の解析を進めた。すなわちこの変異株のヘテロ欠損体にさらにもう1分子AtPPT1遣伝子を導入することで、内在性のAtPPT1遺伝子をホモ欠損している個体が得られるかどうかを検討した。この際、遺伝子導入にはグルココルチコイドの一種であるデキサメタゾン(DEX)により誘導可能なベクターを用いて、DEX存在下での分離比の変化を調べた。その結果、次世代でのこの致死的な表現型が相補された場合の分離比である、薬剤耐性:薬剤感受性=3:1に近い個体を得ることができた。現在これら個々の個体を用いたPCRによる、ホモ個体の確認を進めると共に、DEXを除去した場合に見られると考えられる、成長途中の植物体に対するAtPPT1遺伝子の役割について検討していく。2.AtPPT1遺伝子高発現植物の解析上記1でも利用したAtPPT1遣伝子の高発現用コンストラクトを用いて、野生株ws株を形質転換し、AtPPT1遺伝子高発現植物を作成した。その結果、DEX濃度依存的にAtPPT1遺伝子の転写レベルが増加する高発現体植物を得た。これらの個体はDEX依存的に成長の著しい阻害を示すが、その原因がDEXベクターによるものなのか、AtPPT1遺伝子の高発現によるものなのかについて、現在のところ明らかではない。一方、高発現体において、原核生物同様にユビキノン合成量の増加が見られるかを確かめるために、内生ユビキノン量の定量を行った。その結果、高発現体ではユビキノン含量がむしろ減少する傾向が見られた。このことから、高発現体の成育阻害がユビキノン含量の低下による可能性もでてきた。これらの実験結果をもとに、高等植物においてもユビキノンは発生段階で重要な機能を果たしており、またその生合成は単一酵素の高発現のみでは影響されない制御が存在することを示す論文の作成を現在進めている。

1. 泛醌缺陷植物分析上一年分离出的 AtPPT1 基因缺陷株的比例表明，该基因对于植物胚胎发育至关重要。因此，今年我们继续对已经分离的atppt1突变株进行分析。也就是说，通过向该突变体的杂合突变体中再引入一个AtPPT1基因分子，我们研究是否可以获得内源AtPPT1基因纯合缺陷的个体。此时，将由糖皮质激素的一种地塞米松(DEX)诱导的载体用于基因转移，并研究DEX存在下分离率的变化。结果，我们能够获得耐药性:药物敏感性分离比 = 3:1 的个体，如果这种致死表型在下一代得到补充，就会出现这个比例。目前，我们正在利用这些个体通过PCR来确认纯合个体，并且我们还在检查AtPPT1基因在发育中的植物中的作用，这被认为是在去除DEX时观察到的。 2.AtPPT1基因高表达植物的分析使用上述1中使用的AtPPT1基因高表达构建体，转化野生型ws菌株以产生AtPPT1基因高表达植物。结果，我们获得了高表达植物，其中AtPPT1基因的转录水平以DEX浓度依赖性方式增加。这些个体以 DEX 依赖性方式表现出显着的生长抑制，但目前尚不清楚这是由于 DEX 载体还是 AtPPT1 基因的高表达所致。另一方面，为了确认在高表达细胞中是否观察到与原核生物一样的泛醌合成量的增加，对内源泛醌的量进行了定量。结果发现，高表达者中泛醌含量有降低的倾向。这表明高表达细胞生长的抑制可能是由于泛醌含量的减少所致。基于这些实验结果，我们将撰写一篇论文，表明泛醌在高等植物的发育阶段发挥着重要作用，并且其生物合成不仅受到目前正在进行的单一酶的高表达的调节。