フィトクロムPfrによってミリ秒オーダーで生産される光信号増幅因子の解明

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10640633
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 七條 千津子 神戸大学, 理学部, 助手 (70226132)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 橋本 徹 神戸女子大学, 家政学部, 教授 (60087616)
• Keywords: フィトクロム / 光信号増幅因子 / ホウキモロコシ / cAMP / cGMP / 赤色光 / 遠赤色光

Research Abstract

植物は光環境の変動を光受容体によってとらえ、細胞内信号に換え、核に伝達することによって遺伝子発現を調節し、光形態形成反応を引き起こす。
植物が強光にさらされるとき、光受容体の一つであるフィトクロムPfrは1秒以下の短い時間に未知の光信号増幅因子を誘導すことを、ホウキモロコシの暗黒芽生えで我々は見いだした。その生化学的本体を明らかにすることは、フィトクロムからの信号伝達過程の解明につながる研究である。この光信号増幅因子は信号伝達カスケードにかかわる物質であると考えられるので、光信号増幅因子を誘導する光条件で、セカンドメッセンジャーの一つである環状ヌクレオチドcAMPとcGMPの消長の挙動調べることを試みた。cAMPとcGMPの増減はNucleotide cyclase(Adenylyl cyclaseとGuanylyl cyclase)とPhosphodiesterase(PDE)によって制御されるので、ホウキモロコシの暗黒芽生えに100μmol・m^<-2>・s^<-1>以上の強光の赤色光もしくは遠赤色光を照射し、その前後でAdenylyl cyclase とGuanylyl cyclaseを膜画分より、PDEを可溶性画分より粗精製し、その活性の測定を行った。その結果、赤色光と遠赤色光のどちらを照射した場合でも、照射前に比べ照射後にGuanylyl cyclaseの活性が増大したが、遠赤色光の方がより有効であることが認められた。Adenylyl cyclaseにおいては有意の差は認められなかった。PDEに関しては光照射前後で有意の差は認められなかったが、これは酵素精製に問題があるためと考えられ、精製方法の改良が今後の課題となった。

Research Products

• [Publications] Chizuko Shichijo: "Phytochrome elicits the cryptic red-light signal which results in amplification of anthocyanin biosynthesis in sorghum." Planta. (印刷中). (1999)
• [Publications] Tohru Hashimoto: "Amplification of phytochrome-induced photomorphogenesis by red light pre-Irradiation,and a cryptic red-light signal production." Trends in Photochemistry & Photobiology. (印刷中). (1999)