光屈性におけるシグナル伝達因子レベルの光順応機構の解明

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21K06211
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分44030:植物分子および生理科学関連
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 酒井 達也 新潟大学, 自然科学系, 教授 (10360554)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 植物 / 光環境応答 / 光屈性 / フォトトロピン / タンパク質リン酸化 / NPH3

研究成果の概要

本研究は双子葉植物シロイヌナズナ芽生え胚軸の光屈性応答における光屈性シグナル伝達因子 NPH3 のリン酸化修飾の機能を分子遺伝学的研究手法によって明らかにした。本研究が同定した NPH3 天然変性ドメインのリン酸化修飾は光照射によって細胞膜から解離した NPH3 の細胞膜への再会合の速度、すなわち定常状態へ戻る速度を規定し、これが芽生えの光感受性の調節に働くことを明らかにした。この結果は、光照射側組織と陰側組織における光受容体 phot1と NPH3 の複合体形成の差が光源方向認識に働くことを示唆した。

自由記述の分野

植物分子遺伝学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果は植物の光源方向認識の分子基盤を提案する内容である。「目のない植物がどのように光源方向を認識しているのか」、さらに「植物の光屈性応答はどうして生物の光応答の中でもとりわけ光強度のダイナミックレンジが広いのか」という問いに答える内容であり、植物の光屈性応答にとどまらず、広範な生物の光環境適応機構の理解に貢献しうる知見となると考えられる。