陸上植物における環境応答機構の普遍性と多様性

Publicly Offered Research

Project Area	Environmental sensing of plants: Signal perception, processing and cellular responses
Project/Area Number	25120716
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Biological Sciences
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	河内孝之京都大学, 生命科学研究科, 教授 (40202056)
Project Period (FY)	2013-04-01 – 2014-03-31
Project Status	Discontinued (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help	¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000) Fiscal Year 2013: ¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000)
Keywords	光受容 / 光受容体 / 植物の環境応答
Research Abstract	植物は光を重要な環境因子として利用し、発生および成長を最適化する。植物の細胞周期進行は光により促進される。基部陸上植物である苔類ゼニゴケでは、胞子の発芽や葉状体の成長が赤色光（R）下で促進され、遠赤色光（FR）下で抑制されることから、R/FR受容体フィトクロムが細胞周期制御に関与することが予想された。光による細胞周期進入を調べるために、環境シグナルに応答して発現するG1/S期サイクリンCYCDの転写制御機構をレポーター株を用いて解析した。Rパルス単独照射、R/FRパルス順次照射のどちらの条件でも活性が上昇し、かつ、S期への進行が認められた。一方、この活性上昇は光合成阻害剤の添加により抑えられ、糖の添加により大幅に回復した。すなわち、光合成産物がCYCD転写を介して細胞周期進入を制御しており、この点にフィトクロムは関与しないことが示唆された。また、糖存在下でRパルスを単独照射した条件では活性は速やかに低下したのに対し、R/FRパルスを順次照射した条件では高いまま長時間維持された。植物において短期的な青色光応答を制御する光受容体フォトトロピン（phot）の機能をゼニゴケを用いて解析した。光受容を担うと予想されるLOV1、LOV2ドメインを含む部分タンパク質をそれぞれ精製し分光学的解析を行ったところ、photのLOV1、LOV2は青色光照射により光サイクル反応を示した。次に全長タンパク質を精製し、photがin vitro自己リン酸化活性を持つこと、その活性が青色光総光量に依存して増大することを明らかにした。さらにphot抗体により内在性のphotを検出したところ、photがin vivoで青色光照射に伴い迅速に自己リン酸化することが示唆された。ゼニゴケは陸上植物に共通する基本的なphotシグナル伝達機構を解析する上で有用なモデルとなることが示唆された。
Current Status of Research Progress	Reason 25年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	25年度が最終年度であるため、記入しない。