Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

転写因子 / Zhフィンガー / 光誘導 / 光合成 / DNA結合タンパク質 / 光制御 / Znフィンガー

Dofタンパク質は新しいDNA結合ドメイン(Dofドメイン)を共有する植物に特異的な転写因子のファミリーである。このタンパク質は広く植物界に存在し、何らかの重要な生理的役割を担っている可能性を示唆してきた。実際、トウモロコシのDof1は光に応答した転写促進活性を有し、C4光合成回路で初期炭酸固定の役割を担うC4型ホスホエノールビルビン酸カルボキシラーゼ(C4PEPC)遺伝子のプロモーターにin vitroでもin vivoでも結合しプロモーター活性を促進することを明らかにしている。これに対して、もう一つのトウモロコシのDofタンパク質、Dof2は転写抑制因子として機能できることも明らかにしている。Dofタンパク質はAAAGをコア認識配列として持つが、今回、この配列の近傍の配列が認識に影響するかどうか、既にクローン化されているトウモロコシの4つのDOfタンパク質を用いて検討した。AAAG配列とランダムな近傍配列をもつ合成DNAを用いて結合する配列を検討したところ,各Dofタンパク質が選択した近傍配列には類似性と相違性の両方が確認された。一方で、トウモロコシのプロトプラストを用いた一時的発現の系による解析から、Dof1は幾つかの植物に特有な炭素代謝を担う酵素(非光合成型PEPCと細胞質型PPDK)の遺伝子のプロモーターの活性も制御している可能性が示唆された。DOf1を強制発現させるとこれらのプロモーター活性は促進され、一方、Dof1のanti-sense RNAを強制発現させると抑制された。さらに、Dof1の光に応答した転写促進活性はこれらのプロモーター活性と一致した。これらのことから、Doflは植物に固有の炭素代謝系全体を制御している可能性が考えられた。

Znフィンガー / HMGタンパク質 / 転写因子 / DNA結合タンパク質

転写制御因子に関する近年の研究は、転写因子は互いに類似した構造を持ち、その構造から幾つかのグループに分類される事を明らかにしてきている。トウモロコシのDNA結合タンパク質MNB1aは、既知のタンパク質と相同性を持たないタンパク質であり、Dofドメインと命名したユニークな領域がDNA結合領域であることを明らかにしている。この領域はZnフィンガー様モチーフを一つだけとりえるを明らかにしており、Dofドメインを持つタンパク質の構造と機能を明らかにする事を目的として解析を行った。MNB1aのDNA結合活性はキレーターによって阻害されることは既に確認してあるが、キレーターによって阻害されたDNA結合活性はZnイオンによって特異的に回復することを確認した。また、Dofドメイン中には5つのCysと1つのHisがある、最初の3つのcysに部位特異的変異を導入して活性に重要なアミノ酸残基を同定した結果、Dofドメインには、CX_2CX_<21>CX_2Cという、Znフィンガーがひとつ存在すると結論した。また、Dofタンパク質が互に相互作用するかどうかを融合タンパク質の系を用いて解析した結果、MNB1aは自分自身ともDof2とも、さらにはHMG1タンパク質とも相互作用することを見いだした。この相互作用はDofドメインが担っていることも明らかにし、従って、DofドメインはDNA結合だけでなくタンパク質-タンパク質相互作用も担うマルチ機能ドメインであることを明らかにした。