抄録
高等植物の色素体は、組織依存的に、また光などの環境変化に応答して多様に分化する。このうち、非光合成組織に存在するアミロプラストは、デンプン合成や蓄積に関わる色素体であるが、その分化機構については不明な点が多い。タバコBY-2細胞は通常オーキシン培地で増殖するが、加えるホルモンをサイトカイニンに置換すると色素体は原色素体からアミロプラストへ分化することが知られている。この際に、核コードのAGPSなどデンプン合成遺伝子の発現が誘導されることは示されているが、色素体遺伝子発現の関与や役割については不明であった。
本研究ではまず、マイクロアレイ解析により色素体転写量の変化を調べたが、アミロプラスト分化時に顕著に誘導される遺伝子は見当たらなかった。しかし、分化誘導と同時に色素体の転写・翻訳阻害剤を添加すると、デンプン合成量が低下しアミロプラストへの分化が阻害された。また、この阻害はAGPSなど核コード遺伝子の発現が抑制されるためであることが示され、色素体での正常な遺伝子発現の情報が何らかのシグナルを介して核に伝わる可能性が予想された。そこで、色素体由来のシグナルとして既に知られているテトラピロール中間体やその合成阻害剤の影響を調べた結果、特にヘムが分化の制御に関与している可能性を示す結果が得られた。これらの結果から、アミロプラスト分化における核と色素体間の情報伝達系について議論したい。
