研究課題
挑戦的研究(萌芽)
「カルシウムシグナリングはなぜ多様性を発揮できるのか」の解明を目標とする。情報シグナリングはCa、cAMP、情報脂質が仲介し、時空間特異的に情報を伝える。とくにCa は主役である。植物では光・ホルモン・病理・重力屈性等、Ca介在反応は多様である。申請者らが見出した細胞膜結合型Ca結合タンパク質PCaPを研究対象とする。PCaPのN端領域はCaM/Caとホスファチジルイノシトールリン酸 (PIP) に拮抗的に結合し、CaM/Caが形成されると、PIPはPCaP1から遊離する。PCaPがCaシグナルを脂質シグナルに変換するハブ機能を果たしている可能性がある。この点を解明する。
Ca濃度変化を多様な生理応答に変換する仲介役として細胞膜結合型Ca結合タンパク質PCaPを見出した。PCaPにはホスファチジルイノシトールリン酸が結合しているが、Ca増加によりCaM/Caが形成されるとこの脂質を離す。PCaPがCaシグナルを脂質シグナルに変換している可能性が高い。PCaPのN末端側25残基をシロイヌナズナに導入すると、同時に複数のシュートを生成した。コケ植物にもPCaP類縁分子が存在する。同様にコケに過剰発現させると、細胞分裂部位数が増加した。植物種を超えてPCaPが細胞の分裂・分化での情報変換に大きな役割を発揮しているものと推定した。
Ca2+はメッセンジャーイオンとして広く知られているが、細胞内Ca2+濃度の変化がなぜ多様な生理現象を起こすのかの説明は十分ではない。Ca2+濃度上昇→Ca/カルモジュリン複合体形成→標的タンパク質という経路で説明される。本研究により、Ca2+濃度上昇→Ca/カルモジュリン複合体形成→ホスファチジルイノシトールリン酸情報→標的分子という流れを仲介する分子PCaPを見出した。PCaPはCaシグナリングを脂質シグナルに変換し、細胞応答の多様性を支えると考えられる。植物ウイルス感染応答、植物免疫応答、根毛形成、水分屈性、気孔閉口などの現象に関与することも明らかにし、新しい展開の契機を与えた。
すべて 2020 2019 その他
すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (5件)
The Plant Journal
巻: 99 ページ: 610-625
Plant & Cell Physiology
巻: - 号: 6 ページ: 0-0
10.1093/pcp/pcz042
Journal of Plant Research
巻: 132 号: 1 ページ: 145-154
10.1007/s10265-018-01083-6
Proceedings of the National Academy of Sciences
巻: 116 号: 6 ページ: 2338-2343
10.1073/pnas.1814160116
巻: 60 号: 4 ページ: 875-887
10.1093/pcp/pcz002
Plant Molecular Biology
巻: 100 号: 3 ページ: 335-349
10.1007/s11103-019-00865-3
