SnRK2プロテインキナーゼと相互作用するカリウムトランスポーターの機能解析

2009 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20770042
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 梅澤 泰史 独立行政法人理化学研究所, 機能開発研究チーム, 研究員 (70342756)
• キーワード: アブシジン酸 / シグナル伝達 / SnRK2プロテインキナーゼ / カリウムトランスポーター

研究概要

アブシジン酸(ABA)のシグナル伝達にとって重要な因子であるSnRK2プロテインキナーゼの機能を解析する一環として、酵母ツーハイブリッド法を用いて相互作用タンパク質をスクリーニングし、カリウムトランスポーター様の配列を持つ候補遺伝子を複数単離した。そのうち、EIPI/EIP2と名付けた遺伝子について、シロイヌナズナでの機能解析を行った。まず、EIP1/2のノックアウト変異体を取得し、それらを掛け合わせて二重変異体を作成した。二重変異体の表現系を調べたところ、低カリウム条件下で塩ストレスを与えたときに感受性が高い結果を得た。このことから、EIP1およびEIP2は、塩ストレス下におけるカリウムの吸収に重要な役割を持つことが示唆された。
最近、SnRK2が孔辺細胞のアニオンチャンネルであるSLAC1をリン酸化して活性を調節していることが示された。気孔の制御系においては、アニオンチャンネルとともにカリウムチャンネルも重要である。孔辺細胞で働くカリウムチャンネルとしてKAT1が知られており、東北大学との共同研究によってSnRK2がKAT1をリン酸化することを明らかにした。
さらに、SnRK2と相互作用するタンパク質の一つとして、プロテインボスファターゼ2C型(PP2C)が得られ、PP2Cが直接SnRK2を脱リン酸化すること、また可溶性のABA受容体であるPYR/PYL/RCARがABA,存在下でPP2Cと相互作用し、PP2Cの脱リン酸化活性を阻害してSnRK2の活性化が誘発されること、などが明らかとなった。このように、SnRK2はABAのシグナル伝達系の中で中心的な因子の一つであり、様々なABA応答を制御していることが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] The PP2C-SnRK2 complex : The central regulator of an abscisic acid signaling pathway (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiryama T., Umezawa T.
  • 雑誌名: Plant Signaling & Behavior 5(2)(オンライン)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three SnRK2 protein kinases are the main positive regulators of a bscisic acid signaling in response to water stress in Arabidopsis (2009)
  • 著者名/発表者名: Fujita, Y., Nakashima, K., Yoshida, T., Katagiri, T., Kidokoro, S., Kanamori, N., Umezawa, T., Fujita, M., Maruyama, K., Ishiyama, K., Kobayashi, M., Nakasone, S., Yamada, K., Ito, T., Shinozaki, K., Yamaguchi-Shinozaki, K.
  • 雑誌名: Plant, Cell & Physiology 50 ページ: 2123-2132
  • 査読あり
• [雑誌論文] Threonine at position 306 of the KAT1 potassium channel is essential for channel activity and is a target site for ABA-activated SRK2E/OST1/SnRK2.6 protein kinase (2009)
  • 著者名/発表者名: Sato, A., Sato, Y., Fukao, Y., Fujiwara, M., Umezawa, T., Shinozaki, K., Hibi, T., Taniguchi, M., Miyake, H., Goto, D.B., Uozumi, N.
  • 雑誌名: Biochemical Journal 424 ページ: 439-448
  • 査読あり
• [雑誌論文] Type 2C protein phosphatases directly regulate abscisic acid-activated protein kinases in Arabidopsis (2009)
  • 著者名/発表者名: Umezawa, T., Sugiyama, Y, Mizoguchi, M., Hayashi, S., Myouga, F., Yamaguchi-Shinozaki, K., Ishihama, Y., Shinozaki, K.
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences in the United States of America 106 ページ: 17588-17593
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three Arabidopsis SnRK2 protein kinases, SRK2D/SnRK2.2, SRK2E/SnRK2.6/OST1 and SRK2I/SnRK2.3 involved in ABA-signaling are essential for the control of seed development and dormancy (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakashima, K., Fujita, Y., Kanamori, N., Katagiri, T., Umezawa, T., Kidokoro, S., Maruyama, K., Yoshida, T., Ishiyama, K., Kobayashi, M., Shinozaki, K., Yamaguchi-Shinozaki, K.
  • 雑誌名: Plant, Cell & Physiology 50 ページ: 1345-1363
  • 査読あり
• [学会発表] アブシジン酸ジグナル伝達におけるSnRK2プロテインキナーゼとPP2Cプロテインホスファターゼの相互作用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 梅澤泰史・溝口昌秀・林晋平・平山隆志・篠崎一雄
  • 学会等名: 第51回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2010-03-19
• [学会発表] アブシジン酸シグナル伝達におけるプロテインキナーゼとプロテインホスファターゼの相互作用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 梅澤泰史
  • 学会等名: 島根大学細胞工学セミナー
  • 発表場所: 島根大学
  • 年月日: 2009-12-18
• [学会発表] アブシジン酸シグナル伝達におけるプロテインキナーゼとプロテインホスファターゼの相互作用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 梅澤泰史
  • 学会等名: 農業生物資源研究所QTLゲノム育種研究センターセミナー
  • 発表場所: 農業生物資源研究所
  • 年月日: 2009-12-04
• [学会発表] Type 2C Protein Phophatases Directly Regulate Abscisic Acid-Activated protein Kinases in Arabidopsis (2009)
  • 著者名/発表者名: 梅澤泰史
  • 学会等名: North Carolina Plant Molecular Biology Consortium Seminar Series
  • 発表場所: North Carolina Biotechnology Center
  • 年月日: 2009-11-02
• [学会発表] Physical and functional interactions between 2C-type protein phosphatases and SnRK2 protein kinases in ABA signaling (2009)
  • 著者名/発表者名: Umezawa, T., Sugiyama, N., Mizoguchi, M., Hayashi, S., Myouga, F., Yamaguchi-Shinozaki, K., Ishihama, Y., Hirayama, T., Shinozaki, K.
  • 学会等名: The 9th International Plant Molecular Biology Congress
  • 発表場所: St.Louis, MO
  • 年月日: 2009-10-25
• [備考] 平成21年9月22日付プレスリリース「劣悪環境に応答する植物ホルモン「アブシジン酸」の応答経路を解明」
  • URL: http://www.riken.go.jp/r-world/info/release/press/2009/090922/detail.html