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イネの葉緑体発生に必須のエラ型GTP結合タンパク質をコードするWSL6
WSL6 encoding an Era-type GTP-binding protein is essential for chloroplast development in rice.
PMID: 31147815 DOI: 10.1007/s11103-019-00885-z.
抄録
キーメッセージ:
イネWSL6は葉緑体リボソームの生合成に関与しており、初期の葉緑体発生に不可欠である。遺伝子翻訳系の構築は、植物の葉緑体発生の必須条件である。しかし、このプロセスを支える分子機構はほとんどわかっていません。ここで、私たちはイネのホワイトストライプリーフ6（wsl6）変異体を単離した。その結果、低温環境下では葉に白縞が発生し、低温環境下では葉に白縞が発生することがわかった。透過型電子顕微鏡で解析したところ、WSL6変異体は葉緑体の初期発生に欠陥があることが明らかになった。WSL6は葉緑体に位置するエラ型グアニシン-5'-三リン酸(GTP)結合タンパク質をコードしていることが地図を用いたクローニングにより明らかになった。イムノブロッティングと定量的リアルタイムポリメラーゼ連鎖反応（qRT-PCR）の解析により、WSL6葉緑体には70Sリボソームが存在しないことが明らかになった。さらに、WSL6は葉緑体リボソーム30Sの16SリボソームRNA（rRNA）サブユニットに結合していることを明らかにした。以上の結果から、WSL6はイネの葉緑体初期発生期における葉緑体リボソームの生合成に必須であることが明らかになった。
KEY MESSAGE: Rice WSL6 is involved in chloroplast ribosome biogenesis and is essential for early chloroplast development. Construction of the genetic translation system is a prerequisite for chloroplast development in plants. However, the molecular mechanism underlying this process is largely unknown. Here, we isolated a white stripe leaf6 (wsl6) mutant in rice. The mutant seedlings displayed white-striped leaves that were more severe under low-temperature conditions. Transmission electron microscopy analysis showed that the wsl6 mutant was defective in early chloroplast development. Map-based cloning revealed that WSL6 encodes an Era-type guanosine-5'-triphosphate (GTP)-binding protein located in chloroplasts. Immunoblotting and quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR) analyses demonstrated an absence of 70S ribosomes in wsl6 chloroplasts. Further research showed that WSL6 binds to the 16S ribosomal RNA (rRNA) subunit of chloroplast ribosome 30S. In summary, these results show that WSL6 is essential for chloroplast ribosome biogenesis during early chloroplast development in rice.