RNAiを用いた植物の環境ストレス・ホルモン応答性プロテインキナーゼ遺伝子の解析

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14740451
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 吉田 理一郎 独立行政法人理化学研究所, 植物変異開発研究チーム, 研究員 (70301786)
• Keywords: アブジジン酸 / シグナル伝達 / プロテインキナーゼ / 乾燥ストレス / シロイヌナズナ / SnRK2

Research Abstract

本研究では、植物ホルモンのアブシジン酸(ABA)および浸透圧ストレスにより特異的に活性化されるプロティンキナーゼ遺伝子の機能を明らかにするために、当初RNAiを用いた機能欠損的アプローチを計画した。しかしながら、近年、国際的なシロイヌナズナのゲノムリソースが急速に整備され、各遺伝子の遺伝子破壊変異体が容易に取得可能となったこと、RNAiは、1)ベクターの構築が難しい、2)明確な発現抑制を示すラインが少ない、3)発現抑制効果が後代で低下する、等幾つかの問題点があること、シグナル伝達では、注目するシグナル因子が質的に機能するか、あるいは量的に機能するかは不明であること等から、遺伝子破壊変異体を用いた解析を行なった。本年度は、前年度に明らかにされたSRK2Eの活性化に関わる背景について検討を行なった。SnRK2は、キナーゼドメインの他に特徴的な構造をもった調節ドメインはない。そこで、SRK2EのNおよびC末端を欠いたコンストラクトをシロイヌナズナT87培養細胞に導入し、その活性化における影響を検討した6SRK2Eは、ABAの他に浸透圧ストレスでも活性化されることを前年度明らかにしたが、そのC末端の318〜357アミノ酸配列を欠いたSRK2Eでは、浸透圧ストレスでは正常な活性化を示すが、ABAによる活性化が顕著に抑制された。また、ABA非感受性変異体(abi1-1,abi2-1)におけるSRK2Eの活性化を検討したところ、abi1-1においてABA依存的な活性化のみが強く抑えられた。しかしながら、浸透圧ストレス依存的な活性化は正常であった。これらの結果から、ABAおよび浸透圧ストレスによるSRK2Eの活性化はそれぞれ異なるメカニズムおよび経路により制御されることが示唆された。

Research Products

• [Publications] Riichiro Yoshida, Tokunori Hobo, Kazuya Ichimura, Tsuyoshi Mizoguchi, Funmiori Takahashi, Jose Alonso, Joseph R.Ecker, Kazuo Shinozaki: "ABA-activated SnRK2 protein kinase is required for dehydration stress signaling in Arabidopsis"PLANT & CELL PHYSIOLOGY. 43・12. 1473-1483 (2002)
• [Publications] 吉田理一郎, 保浦徳昇, 篠崎一雄: "植物の環境応答と形態形成のクロストーク II.植物ホルモン応答と形態形成2.アブシジン酸応答"シュプリンガー・フェアラーク東京. 230 (2004)