植物の開花の始まりを抑える未知の遺伝子制御の仕組みを解明―植物特異的Dof転写因子はDNA上の近接した結合配列のタンデムリピートに効率的に集積する―

　被子植物の実験モデルであるシロイヌナズナにおいては、遺伝子の5%を超える1,500以上の遺伝子が転写因子をコードし、そのうちの45%は植物特異的なファミリーに属していると推計されています。DNA-binding with one-finger（Dof）転写因子は、Dofドメインと名付けられた独特なzinc finger（ZF）型DNA結合ドメインを分子内に1つだけもつ植物特異的な転写因子ファミリーであり、植物の多岐にわたる生理過程の遺伝子発現調節において重要な役割を担っています。しかし、Dofドメインの結合配列はAAAG（またはその逆相補配列CTTT）であり、限られた標的遺伝子のプロモーターをこの4塩基の配列認識でどのようにして特異的に制御できるのか、その分子機構は十分に理解されていませんでした。

　宮川拓也 生命科学研究科准教授、中野雄司 同教授、朱張亮 同特定研究員、西田快世 同博士課程学生らと、柳澤修一 東京大学教授、櫻庭康仁 同准教授、田之倉優 同名誉教授、降旗大岳 同博士課程学生（現：愛媛大学日本学術振興会特別研究員）、山下隼人 大阪大学助教、辻明宏 同博士課程学生、阿部真之 同教授らの共同研究グループは、Dofドメインの詳細なDNA結合様式を解明しました。さらに、植物が日長を感知して栄養成長から生殖成長へと転換する分子機構で重要な役割を担うDof転写因子のCDF1が、標的遺伝子のプロモーター上で複数の結合配列が近接し縦列に反復した領域（タンデムリピート）に対して効率よく集積することで、標的遺伝子の転写を抑制する分子機構を明らかにしました。Dofドメインの機能を支える構造的特徴は、Dof転写因子ファミリーにおいて高度に保存されており、植物の花成における日長依存性だけでなく、窒素などの土壌からの栄養素吸収や植物ホルモンによる成長調節など、Dof転写因子が関与する多様な転写制御の理解に貢献すると期待されます。

　本研究成果は、2025年4月22日に、国際学術誌「Nature Plants」にオンライン掲載されました。