植物の成長を促す植物ホルモンの遺伝子発現調節の新しい仕組み~転写因子のDNA形状読み取りが遺伝子発現の方向を決める~

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2022-12-28 京都大学

ブラシノステロイド(BR)は、植物の器官伸長や維管束形成など、成長を促進的に調節する植物ホルモンです。BRの生理機能は、細胞膜受容体へのBRの結合に始まるシグナル伝達によって活性化されたマスター転写因子が、成長プロセスの各段階に応じてゲノム上の約3000種と多種類の遺伝子の発現制御を行うことで発揮されますが、これほど多数のBR応答性遺伝子の誘導または抑制の双方向での発現がどのようにコントロールされているのかなど、詳しい分子機構は明らかにされていませんでした。

宮川拓也 生命科学研究科准教授(前任:東京大学特任准教授)、中野雄司 同教授らと、田之倉優 東京大学名誉教授、野﨑翔平 筑波大学助教(前任:東京大学特任研究員)、光田展隆 産業総合技術研究所副研究部門長らの共同研究グループは、各機関の密接な連携により、マスター転写因子のBIL1/BZR1が遺伝子プロモーター上の標的塩基配列への結合に影響を与える「DNA形状を読み取る仕組み」を解明しました。さらに、BIL1/BZR1はこの仕組みによってプロモーターに単独で強く結合が可能な場合に遺伝子の転写を抑制することが分かりました。今回得られた知見は、BRに特異的に応答する遺伝子と、光などの環境刺激や他の植物ホルモンと協働してBRに応答する遺伝子の発現が、BIL1/BZR1の標的塩基配列への結合様式の違いにより、ダイナミックに調節される可能性を示唆し、その全体像の解明に迫るための重要な手掛かりとして期待されます。

本研究成果は、2022年12月15日に、国際学術誌「Nature Plants」にオンライン掲載されました。

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植物成長の促進的調節に働くブラシノステロイドのBIL1/BZR1を介した双方向の遺伝子発現制御の概要(Credit: 宮川拓也准教授・中野雄司教授)

詳しい研究内容≫

研究者情報
研究者名:宮川 拓也
研究者名:中野 雄司

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生物化学工学
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