葉緑体の活性を制御する司令塔遺伝子「BPG2」を発見 理研
野生型と変異体bpg2におけるBrzの効果 野生型:Brzによって双葉の緑化が促進し、葉緑体の光合成タンパク質合成が活性化する。 bpg2変異体:BrzがあってもBPG2が破壊されているため、双葉の緑化も、葉緑体の光合成タンパク質合成も激減した状態になる。
引用元: 植物ステロイドホルモンによる葉緑体制御の司令塔「BPG2」を発見|2009年 プレスリリース|理化学研究所. −ケミカルバイオロジー研究で、ブラシノステロイドのシグナリング機構を解明−
独立行政法人理化学研究所と独立行政法人科学技術振興機構(JST)は、12月14日、葉緑体の活性化を調節する際に働く遺伝子「BPG2」を同定し、この遺伝子が葉緑体制御の司令塔役として機能することを発見したと発表した。
理研基幹研究所 中野植物化学生物学研究ユニットの中野雄司ユニットリーダー(JSTさきがけ研究者兼務)、小松知之ジュニアリサーチアソシエート(東京農工大学大学院連合農学研究科博士課程、現・日本たばこ産業株式会社・葉たばこ研究所)、東京大学大学院農学生命研究科の浅見忠男教授(理研基幹研究所客員主幹研究員兼務)、理研植物科学研究センターの松井南チームリーダー、東京農工大学大学院共生科学技術研究院の川出洋講師らによる共同研究の成果。英国の科学雑誌『The Plant Journal』オンライン版に近く掲載される予定だ。
植物には「体の形作り」に働く「ブラシノステロイド」が呼ばれるステロイドホルモンがある。「ブラシノステロイド」が増加すると、茎が長くなったり、葉が大きくなる。減少すると、光合成を行う重要な器官である葉緑体を活性化される。つまりブラシノステロイドは「体の形作り」と「光合成の調節」という植物の成長に重要な役割を担っている。
研究グループは、このブラシノステロイドの生合成を阻害する薬剤「ブラシナゾール(Brz)」を使って、シロイヌナズナの葉緑体を過剰に発達させて、二酸化炭素の吸収において重要な働きを担うタンパク質を通常の1.5倍に増加させることなどに成功した。
また、ブラシノステロイドが葉緑体の活性化を抑制する機構の解明のため、ケミカルバイオロジー研究法を使って、シロイヌナズナの変異体の種子8,000種の中から、Brzが存在する状態、すなわちブラシノステロイドの抑制下でも双葉の緑色が薄い変異体を探索した。そして変異体「bpg2」を発見し、原因遺伝子「BPG2」を同定した。
この「BPG2」を破壊するだけで、葉緑体の中のリボゾームRNAに異常が生じた結果、多くの種類のタンパク質合成が激減し、葉緑体の内部構造や双葉の緑色が薄く見える異常が起きた。ブラシノステロイドによる葉緑体活性化の調節機構において、このような「司令塔役」となる遺伝子を発見したのは世界で初めてのことだという。

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