シロイヌナズナbzipタンパク質Hy5は、遺伝子発現の光制御を媒介する際に、光応答性プロモーターと直接相互作用する

シロイヌナズナHY5遺伝子は、光変体形成の陽性調節因子として遺伝的に定義されており、最近、基本的なロイシンジッパータイプの転写因子をコードすることが示されています。ここでは、HY5は構成的に核局在化されており、よく特徴付けられた光応答性要素（LRE）であるGボックスを含むプロモーターの転写活性の光調節に関与していることを報告します。in vitro DNA結合研究では、HY5がG-Box DNA配列に特異的に結合できるが、検査された光応答性プロモーターに存在する他のLRESのいずれにも結合できないことが示唆されました。コンセンサスGボックス単独またはGATAモチーフ（別のLRE）とG-Boxと組み合わせたG-Boxのいずれかを含む2つの合成プロモーターの高照射光活性化（別のLRE）および本質的なリブロースビスリン酸カルボキシラーゼ小さなサブユニット遺伝子RBCS-1Aプロモーター。G-Boxのコピーは、HY5変異体で大幅に損なわれました。遺伝子発現の高照射光活性化に対するHY5変異の効果は、光合成組織と非光合成組織の両方で観察されました。さらに、G-Box含有プロモーターの特徴的なフィトクロムを介した赤色光および遠赤色の光反転性低流量誘導は、HY5植物で特異的に減少しました。これらの結果は、HY5が光誘導性遺伝子のプロモーターでG-Boxと直接相互作用して、光制御転写活性を媒介する可能性があることを示唆しています。

The Arabidopsis HY5 gene has been defined genetically as a positive regulator of photomorphogenesis and recently has been shown to encode a basic leucine zipper type of transcription factor. Here, we report that HY5 is constitutively nuclear localized and is involved in light regulation of transcriptional activity of the promoters containing the G-box, a well-characterized light-responsive element (LRE). In vitro DNA binding studies suggested that HY5 can bind specifically to the G-box DNA sequences but not to any of the other LREs present in the light-responsive promoters examined. High-irradiance light activation of two synthetic promoters containing either the consensus G-box alone or the G-box combined with the GATA motif (another LRE) and the native Arabidopsis ribulose bisphosphate carboxylase small subunit gene RBCS-1A promoter, which has an essential copy of the G-box, was significantly compromised in the hy5 mutant. The hy5 mutation's effect on the high-irradiance light activation of gene expression was observed in both photosynthetic and nonphotosynthetic tissues. Furthermore, the characteristic phytochrome-mediated red light- and far-red light-reversible low-fluence induction of the G-box-containing promoters was diminished specifically in hy5 plants. These results suggest that HY5 may interact directly with the G-box in the promoters of light-inducible genes to mediate light-controlled transcriptional activity.