抄録
葉緑体形質転換を利用することで、葉緑体の機能に関する多彩な研究が進展しつつある。例えば、葉緑体プロモーターの下流につないだレポーター遺伝子を葉緑体ゲノムに導入することで、遺伝子発現解析が可能である。本研究では、ホタル・ルシフェラーゼを葉緑体遺伝子発現のレポーターとして用いることを計画した。psbA遺伝子由来のプローモーター領域および5'-非翻訳領域の制御下でルシフェラーゼ遺伝子を発現させるコンストラクトを、タバコ葉緑体ゲノムに導入した。本発光レポーター株では、活性のあるルシフェラーゼ蛋白質が発現しており、蓄積量は細胞内の全可溶性蛋白質の0.5-1%にまで達した。発光基質であるルシフェリンを投与すると、生物発光が光合成器官特異的に検出された。さらに、明暗同調後の芽生えを連続明条件に移し、生物発光の変化を経時的に測定すると、顕著な概日リズムが見られた。以上の結果は、ホタル・ルシフェラーゼが高等植物の葉緑体において遺伝子発現をモニターするための有用なレポーターであることを示している。今後、環境変化に応答した葉緑体遺伝子の発現動態についての高精度な解析や、葉緑体遺伝子の発現制御に関わる新奇因子のスクリーニングなどに、本システムを活用して行きたい。
