シロイヌナズナの乾燥応答遺伝子発現に関与する転写因子DREB2Aの機能解析

転写因子DREB1A/CBF3およびDREB2Aは、シロイヌナズナにおける寒冷および乾燥ストレス応答遺伝子発現に関与するシス作用脱水応答性エレメント/Cリピート（DRE/CRT）と特異的に相互作用する。正常な成長条件下では、完全なDREB2A発現は下流遺伝子を活性化しないことから、DREB2Aは活性化のために翻訳後修飾を必要とするが、その活性化機構は明らかにされていない。シロイヌナズナ原形質体を用いたDREB2Aドメイン解析により、254番から335番残基の間に転写活性化ドメインが同定され、136番から165番残基の領域を削除するとDREB2Aは恒常的活性型へと変換された。恒常的活性型DREB2Aの過剰発現は、形質転換シロイヌナズナ植物において顕著な乾燥ストレス耐性をもたらしたが、凍結耐性はわずかであった。マイクロアレイおよびRNAゲルブロット解析により、DREB2Aは多くの水ストレス誘導遺伝子の発現を調節することが明らかになった。しかし、DREB2Aの下流にある一部の遺伝子は、DRE/CRTを認識し寒冷ストレス応答遺伝子発現に機能するDREB1Aの下流には含まれない。合成緑色蛍光タンパク質は、恒常的活性型DREB2Aと融合した際には無ストレスの制御条件下で核内で強いシグナルを示したが、完全長DREB2Aと融合した場合は弱いシグナルであった。DREB2Aの136番から165番残基間の領域は、タンパク質活性化に重要な核内でのこのタンパク質の安定性に関与している。