孔辺細胞における青色光情報伝達の初期過程の解明

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 26711019
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 植物分子・生理科学
• 研究機関: 山口大学 (2016-2018); 九州大学 (2014-2015)
• 研究代表者: 武宮 淳史 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (80448406)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 青色光 / フォトトロピン / プロテオーム / リン酸化 / 気孔 / シグナル伝達

研究成果の概要

気孔は青色光に応答して開口し、光合成に必要な二酸化炭素の取り込みを促進する。孔辺細胞では、青色光シグナルは光受容体キナーゼであるフォトトロピンにより感知され、下流のシグナル伝達を経て細胞膜H+-ATPaseを活性化し、気孔開口の駆動力を形成する。最近、我々は上記シグナル伝達においてフォトトロピンの基質として働くBLUS1キナーゼを同定した。本研究では、フォトトロピンとBLUS1の組換えタンパク質を用いて青色光シグナル伝達の初期過程をin vitroで再現することに成功した。また、フォトトロピンのもうひとつのリン酸化基質としてCBC1キナーゼを同定し、気孔開口の新たな制御機構を見出した。

自由記述の分野

植物生理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では青色光シグナル伝達の初期過程を試験管内で再現することに成功した。本研究で確立したアッセイ系は、生命の光情報の変換過程を分子・構造レベルで解明するための有用なツールとなることが期待される。また、本研究ではタンパク質のリン酸化の網羅的な解析により、フォトトロピンの新奇リン酸化基質を同定することに成功し、気孔開口の新たなモデルが見えてきた。今後は上記の解析で見出された他の因子の解析を進めることで、フォトトロピンが制御する光シグナル伝達ネットワークの全貌が明らかになることが期待される。