サリチル酸シグナルの伝達機構(細胞外シグナルの生成、細胞内化と細胞間伝達)

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13039008
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 鳥山 尚志 名古屋大学, 生物分子応答研究センター, 教授 (40013338)
• キーワード: 植物 / シグナル伝達 / サリチル酸 / カルシウム / バイオイメージング

研究概要

これまでに、[Ca^<2+>]_<cyt>インジケーターであるオワンクラゲ由来のCa^<2+>結合性発光蛋白質エクオリンを導入したタバコ培養細胞を用いて、SA誘導性[Ca^<2+>]_<cyt>上昇についてその分子機構を明らかにした。SA誘導性[Ca^<2+>]_<cyt>上昇では[Ca^<2+>]_<cyt>上昇に先だって活性酸素種の生成が起こることに加え、近年活性酸素種が植物細胞形質膜上に存在する電圧依存型Ca^<2+>透過チャネルを活性化することが報告されているので、本年度の研究では我々が世界で初めてクローニングに成功した植物の電圧依存型Ca^<2+>透過チャネル・AtTPC1およびそのホモログ(TPC1型チャネル)がSA誘導性[Ca^<2+>]_<cyt>上昇に関与しているか否かを明らかにすることを目指した。まずエクオリンを発現するシロイヌナズナ培養細胞を調製した。次に、同細胞株でAtTPC1抑制株(co-supressionによる)を調製し、AtTPC1を発現する細胞と発現しない細胞でのSA誘導性[Ca^<2+>]_<cyt>上昇を、それぞれエクオリン発光として測定した。その結果、AtTPC1を発現する細胞でのみ発光が見られた。この差異はH_2O_2誘導性[Ca^<2+>]_<cyt>上昇でも同様に見られたことから、植物細胞に於いて起こる活性酸素種による細胞外からの[Ca^<2+>]_<cyt>上昇はTPC1によるものであることが明らかとなった。加えて、AtTPC1を過剰発現するエクオリン導入タバコ培養細胞を用いて解析をしたところ、SA処理、H_2O_2処理で共にコントロールの細胞と比較して強いエクオリン発光が見出されたことからSA誘導性[Ca^<2+>]_<cyt>上昇においてサイトゾルへのCa^<2+>流入を担うCa^<2+>透過チャネルはTPC1型チャネルであるということが明らかとなった。今後、分子生物学的手法や電気生理学的な解析によりさらに詳細な検討を行う。

研究成果

• [文献書誌] Kawano, T., Kawano, N., Muto, S., Lapeyrie, F.: "Cation-induced superoxide generation in tobacco cell suspension culture is dependent on ion valence"Plant, Cell & Environment. 24・11. 1235-1241 (2001)
• [文献書誌] Mori, I.C., Pinontoan, R., Kawano, T., Muto, S.: "Involvement of superoxide generation in salicylic acid-induced stomatal closure in Vicia faba"Plant & Cell Physiology. 42・12. 1383-1388 (2001)
• [文献書誌] Kawano, T., Muto, S., Adachi, M., Hosoya, H., Lapeyrie, F.: "Spectroscopic evidence in support of horseradish peroxidase Compound II-catalyzed oxidation of salicylic acid but not of phenylethylamine"Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry. 66・3. 651-654 (2002)
• [文献書誌] Kawano, T., Muto, S., Adachi, M., Hosoya H., Lapeyrie, F.: "Spectroscopic evidence that salicylic acid converts a temporal inactive form of horseradish peroxidase (Compound III) to the irreversibly inactivated verdohemoprotein (P-670)"Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry. 66・3. 646-650 (2002)
• [文献書誌] Kawano, T., Pinontoan, R., Hosoya, H., Muto, S.: "Monoamine-dependent production of reactive oxygen species catalyzed by pseudoperoxidase activity of human hemoglobin"Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry. 66・6. 1224-1232 (2002)
• [文献書誌] Pinontoan, R., Krystofava, S., Kawano, T., Mori, I.C., Tsuji, F., Iida, H., Muto, S.: "Phenylethylamine induces an increase in cytosolic Ca^<2+> in yeast"Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry. 66・5. 839-844 (2002)
• [文献書誌] Muto, S., Kawano, T.: "Salicylic acid and aromatic monoamines induce generation of active oxygen species leading to increase in cytosolic Ca^<2+> concentration in tobacco suspension culture. In : Advanced Researches o Plant Lipids (Eds., Murata, N., Yamada, M., Nishida, I., Sekiya, J., Wada, H.)"Kluwer Academic Publishers, Dordrecht(印刷中). (2003)