Vigna radiata L.에서 옥신에 의해 誘導되는 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid synthase 遺傳子의 構造와 發顯에 대한 硏究

Abstract

Ethylene plays an important regulatory role in plant growth and development. The rate of ethylene production is usually low in most plant tissues, but increases at certain developmental stages in response to a wide range of external and internal stimuli. ACC synthase, the key enzyme in the ethylene biosynthetic pathway, is encoded by a multigene family and these genes are differentially expressed in response to different signals. In mung bean at least seven ACC synthase gene exist and three of them have been shown to be induced by auxin treatment. Screening of a mung bean genomic library with the pVR-ACS7 as a probe led to the isolation of a genomic clone. The 5 kb DNA fragment which includes the entire coding region and about 2.3 kb of the promoter region was sequenced. It consists of three exons interrupted by two introns with consensus 5'-GT and 3'-AG at their splicing sites. The primer extension study revealed one major transcription starting site, defining the size of the 5'-untranslated region of the VR-ACS7 mRNA to be 115 nucleotides long. A putative TATA-box at position -25 and several putative regulatory elements including the AuxRD A (T/GGTCCCAT) were found in the promoter region. The AuxRD A was also present in other auxin early genes including Aux/IAA, SAUR, and ACC synthases. It suggests the function of a common signaling component which is involved in a d signaling in the elongation zone of various plants.;녹두에서 옥신에 의해 유도되는 ACC synthase 유전자의 구조적 특징과 promoter 부위에 대한 정보를 얻기 위해 genomic clone을 분리하였다. 녹두에서 분리한 genomic DNA를 이용하여 제작한 λDASHⅡ genomic library를 이전에 분리한 VR-ACS7의 cDNA로 screening한 결과 한 개의 positive clone을 얻을 수 있었다. 몇 가지 제한 효소로 mapping을 한 후 이중 coding region과 2.3 kb의 promoter부위를 포함한 약 5kb의 염기 서열을 결정하였다. VR-ACS7 유전자는 3개의 exon과 2개의 intron으로 이루어져 있었다. 2개의 intron은 모두 5'-GT와 3'-AG를 지녀 기존에 보고 되어온 mRNA splicing consensus sequence와 일치하였다. 전사 개시 부위를 결정하기 위해 primer extension 분석을 실시하였다. 그 결과 옥신을 처리한 실험구에서 81 nucleotide 길이의 primer extension product를 얻을 수 있어 전사 개시 부위를 결정할 수 있었다. 전사가 시작되는 부위를 +1로 표시하였고, 이곳으로 부터 -25부위에 TATA box로 추정되는 염기서열을 찾아 볼 수 있었다. VR-ACS7의 발현 양상과 염기 서열간의 관계를 규명하기 위하여 기존에 보고된 cis-acting element들과 promoter부위를 비교하였다. 그 결과 옥신유도 ‘early gene’인 PS-IAA4/5의 domain a (T/GGTCCCAT)와 유사한 염기서열이 세 번 반복되어 나타나는 것을 발견할 수 있었다. 이는 옥신 특이적 발현을 조절하는데 매우 중요하다고 알려져 있는데 VR-ACS7을 비롯하여 옥신에 의해 유도되는 ACC synthase들에도 존재하는 것으로 보아 옥신 신호 전달과정에 있어서 매우 중요한 역할을 할 것으로 기대 된다.