Roles of arabidopsis and in translation synthesis

高橋 真哉; 坂本 綾子; 佐藤 修正*; 加藤 友彦*; 田畑 哲之*; 田中 淳

Plant Physiology, 138(2), p.870 - 881, 2005/06

https://doi.org/10.1104/pp.105.060236

植物はDNA変異原の曝露により生じるDNA損傷の影響を回避するために、さまざまな機構を備えている。DNA損傷乗り越え複製(TLS)はその一つである。近年、誤りがちなDNA損傷乗り越え複製(error-prone TLS)にかかわる、DNAポリメラーゼのサブユニットのシロイヌナズナホモログ()の遺伝子破壊系統rev3が単離,解析され、植物でもerror-prone TLSの存在が示唆された。本研究では、error-prone TLSで機能していると予想される、シロイヌナズナ, 遺伝子の遺伝子破壊系統(, )の単離,解析を行い、植物のerror-prone TLSについてより詳細な解析を試みた。は、UV-B, DNA架橋剤に対して感受性を示し、株のDNA変異原に対する感受性と傾向が似ていた。一方では長期間のUV-B, DNA架橋剤に対して感受性を示した。この結果は, が程度の違いはあるがDNA変異原によって誘導された各種DNA損傷の回避に関与していることを強く示唆しており、植物にも他の生物と同様のerror-prone TLSが存在すると考えられた。

An Ultraviolet-b-resistant mutant with enhanced DNA repair in arabidopsis

田中 淳; 坂本 綾子; 石垣 靖人*; 二階堂 修*; Sun, G.; 長谷 純宏; 鹿園 直哉; 田野 茂光; 渡辺 宏

Plant Physiology, 129(1), p.64 - 71, 2002/05

https://doi.org/10.1104/pp.010894

シロイヌナズナ種子にTIARAの炭素イオンビームを照射し、その後代において紫外線に耐性になる系統を初めて発見した。得られた4系統のうち、uvi1と名付けた系統では、紫外線高濃度環境下で野生株よりも約2倍の成長があったが、形態的には差異がなかった。紫外線損傷DNAの修復機構として明回復,暗修復の存在が植物で知られているが、これについてuvi1の能力を根の伸張テストやELISAで解析したところ、野生株に比べてuvi1は明回復,暗修復ともに向上していた。また、修復酵素であるCPDフォトリアーゼの遺伝子発現を調べたところ、uvi1では発現量が高まっていた。以上の結果から、uvi1では紫外線損傷DNAに対する修復能力が高まっているため、紫外線耐性が付与されたものと考えられる。

Expression pattern of Aux/IAA genes in the iaa3/shy2-1D mutant of arabidopsis thaliana (L.)

大野 豊; 大浦 千春*; 内宮 博文

Annals of Botany, 89(1), p.77 - 82, 2002/01

https://doi.org/10.1093/aob/mcf007

シロイヌナズナの半優性変異であるは、元来光形態形成変異として分離されたものであるが、オーキシンに対する反応にも異常が見られる。最近研究により遺伝子はオーキシン初期誘導遺伝子群()の一つである遺伝子と同一であることが明らかにされた。AUX/IAAタンパク質はARFと結合することが知られているので、iaa3/shy2-1D変異体におけるオーキシン初期誘導遺伝子の発現を調べてみた。RNAハイブリダイゼーションの結果、変異体において、オーキシン初期誘導遺伝子の発現はオーキシンによって増加はするものの、その量は野生型に比べ非常に減少していることが明らかとなった。GUSを用いた組織化学的解析では、変異体では、根端におけるオーキシンによるGUSの誘導は観られなかった。一方、GUSの異所的発現が胚軸や子葉柄,根の維管束組織において、オーキシンを与えない状態で観察された。これらの結果からはオーキシン初期応答遺伝子の発現に関して、正負の両方の方向に機能することが推定された。

Application of real-time RT-PCR quantification to evaluate differential expression of genes

Liu, J.; 大浦 千春*; Aspuria, E. T.; 大野 豊; 内宮 博文

Chinese Science Bulletin, 46(19), p.1642 - 1645, 2001/10

https://doi.org/10.1007/BF02900626

食物試料中のRNAのおおよその定量にはノーザン法やハイブリダイゼーション法などが用いられる。本研究ではより正確にシロイヌナズナにおける遺伝子群のmRNAを定量するために、SYBR Green Iと特異的プライマーを用いたリアルタイムRT-PCR法を検討した。その結果、100コピーから100万コピーmRNAに対し、標準誤差15%以下の直線的な検量線を得ることができた。モデル実験としてさまざまな化学物質や温度で処理したシロイヌナズナにおける5種のAUX/IAA遺伝子の発現量を解析した。本法は植物中のmRNAをナノグラムオーダーで定量できるもっとも高感度で簡便な方法である。

Rearrangements of the DNA in carbon ion-induced mutants of arabidopsis thaliana

鹿園 直哉; 田中 淳; 渡辺 宏; 田野 茂光

Genetics, 157(1), p.379 - 387, 2001/01

https://doi.org/10.1093/genetics/157.1.379

イオンビームによって誘発される突然変異の分子機構は全くわかっていない。そこで、シロイヌナズナに炭素イオンビームを照射し、誘発したgl1-3,tt4(C1),ttg1-21の3つの突然変異体から変異遺伝子を単離し、塩基配列の解析を行った。gl1-3突然変異は、第3染色体に存在するGL1遺伝子座とAtpk7遺伝子座間で逆位を起こしており、そのサイズは、2,3百kbpに及ぶものであった。逆位は第2染色体の107bpの挿入をも伴っていた。tt4(C1)突然変異も、2,3百kbp程度の逆位を誘発していた。一方、ttg1-21突然変異では、第3染色体と第5染色体の相互転座に由来するものであった。これら3つの突然変異に共通して観察された現象は、すべての変異が、わずか数塩基のホモロジーを介して再結合されているということであった。また、その接合点では数塩基の欠失も伴っていた。これらの結果から、イオンビームによるDNA損傷は、非相同組換え修復によって変異が誘発していることが示唆された。

放射性物質の植物への移行と影響に関する研究(放射性物質のシロイヌナズナへの移行と影響に関する研究) -先行基礎工学分野に関する共同研究報告書-

鶴留 浩二; 時澤 孝之; 山田 哲治*; 長柄 収一*

JNC TY6400 2000-014, 39 Pages, 2000/05

JNC-TY6400-2000-014.pdf:1.35MB

本研究では、放射性物質及びその放射線による植物への影響調査を目的として、植物の遺伝的影響調査及び植物体中の放射線強度分布の測定手法の検討を行った。本研究では遺伝子研究のモデル植物であるシロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)を用いて室内実験を行った。尚、本研究は先行基礎工学研究分野に関する研究テーマとして、平成9年度から平成11年度の3年間、岡山大学農学部応用遺伝子工学研究室の山田哲治教授と共同研究で実施したものである(平成9年度は客員研究員)。(1)A.thalianaの遺伝子影響は、鉱さい土壌で生成させたA.thalianaからDNAを抽出しカルコン合成遺伝子及びトランス桂皮酸酵素遺伝子についてシークエンス解析した結果、解析範囲内での遺伝子変異は認められなかった。(2)放射線強度分布の測定手法の検討は、鉱さい土壌で生育させたA.thalianaについてX線フイルムとイメージングプレート(IP)を用いて解析した結果、2手法ともに植物中の放射性物質濃集部位を確認できなかった。本研究により、今後の植物影響評価の基礎となる遺伝子解析操作に関わる一連の手法を習得することができた。

Nucleotide sequence of the GLABROUSI gene of arabidopsis thaliana ecotype columbia

鹿園 直哉; 田中 淳; 横田 幸彦*; 渡辺 宏; 田野 茂光*

DNA Sequence, 9(3), p.177 - 181, 1998/00

シロイヌナズナのコロンビア系統からGLI遺伝子を単離し、その塩基配列を決定した。既に塩基配列が決定されていたgl1-2対立遺伝子と塩基配列を比較したところ、gl1-2では2箇所に変異を生じていることがわかった。1つはエキソン3での14塩基対の欠失であり、その変化がgl1-2変異体の変異形質の原因である可能性が高い。もう1つは遺伝子のS'上流域でのTCからCTへの塩基置換である。遺伝子発現に必要であるS'上流域での配列は正確に特定されていないため、このS'上流域での変異が変異形質の原因である可能性は否定できない。本研究で決定したコロンビア系統のGLI遺伝子の塩基配列を、シロイヌナズナの別のエコタイプであるWS系統のGLI遺伝子の塩基配列と比較したところ、幾つかの変化が見られた。これら2つのエコタイプでGLIタンパク質は同様に機能すると考えられるため、配列の変化はGLIタンパク質の機能及び発現に大きく影響しないと思われる。

The Genomic organization of the arabidopsis 6-4 photolyase gene

坂本 綾子; 田中 淳; 田野 茂光*; 中嶋 敏*; 山本 和生*; 渡辺 宏

Plant Physiol. (Plant Gene Register PGR98-180), 118, 1101 Pages, 1998/00

https://doi.org/10.1104/pp.118.3.1101

太陽光のエネルギーを利用して独立栄養を営む植物は有害なUV-Bを含む日光を一日中浴び続けなければならない。紫外線があたると、細胞内のDNA上にシクロブタン型ピリミジダイマー(CPD)や6-4光産物といったDNA損傷が蓄積し、これが転写や複製といった細胞の活性を阻害する。こうした紫外線の作用に対抗するため、植物は独自の防御法を発達させてきている。そのうちの1つであるDNA修復に関しては、これまで植物や微生物で研究されてきた修復酵素のホモログと思われる酵素が、最近高等植物にも存在することが明らかとなった。そこでこの酵素(6-4)フォトリアーゼをコードする遺伝子をシロイヌナズナから単離し、ゲノム上での構造を決定した。その結果、この遺伝子が14個のエクソンによってコードされており、プロモーター構造も他のフォトリアーゼ遺伝子と大きく異なることが明らかになった。