研究代表者氏名所属
古谷 雅樹((株)日立製作所 基礎研究所)
研究実施期間
平成8年度～12年度
研究の趣旨・概要
光は情報の伝達媒体として最も優れている。植物は人間や動物よりも広いダイナミック・レンジの波長域・光量の光を幾つかの異なる機能の光センサー「フィトクロム分子種」によって環境情報として認知し、体内の諸機能を調節している。
本研究では、その光情報に応答して遺伝子発現を制御する「トリガー型光スイッチ」フィトクロムAと「オン・オフ型光スイッチ」フィトクロムBの光シグナル受容と伝達の仕組みを分子レベルで解明し、その成果を踏まえて遺伝子組換え技術を用いた人工「光スイッチ」を開発する。異なる「光スイッチ」から発するシグナル伝達ネットワークについては、特に細胞・組織特異性や光シグナル伝達に関与するプロテイン・キナーゼやフォスファターゼの働きに焦点をしぼって研究する。これらの基礎的研究の成果を生かして、有効な光の波長域や必要な光量を異にする幾つかの人工「光スイッチ」を開発し、有用植物の遺伝子発現を制御するシステムを確立する。
従来、農業生産の場では、光はエネルギー源としてのみ研究されてきており、環境情報として働く作用は全く無視されていた。しかし、本研究で開発を計画している「光スイッチ」を利用した遺伝子発現制御技術は、光を環境情報としてとらえるものであり、また、環境を汚染することなく、必要とするエネルギーも極めてわずかであるので、花きはもとより、イネ、タバコ、水産藻類等の生育をわずかな光によって調節する技術等全く新しい生物系産業技術分野を創出することが可能となる。
研究項目及び研究担当者
- フィトクロム分子種特異的な光スイッチ機構の解明と応用
((株)日立製作所 基礎研究所 古谷 雅樹) - 光応答に関与するシグナル伝達機構の解明と応用
(農林水産省 農業生物資源研究所 高野 誠) - 光応答遺伝子のエンハンサー・トラップ法による単離と応用
(東京大学 遺伝子実験施設 長谷 あきら)
研究のイメージ
