孔辺細胞における新奇フォトトロピン情報伝達による気孔開口メカニズムの解明

青色光受容体フォトトロピンは青色光依存的に孔辺細胞葉緑体のデンプンを分解することにより気孔開口を促進する。しかし、そのメカニズムには不明な点が多い。これまでに、気孔孔辺細胞において青色光依存的にリン酸化されるタンパク質を探索し、目的の因子を多数同定した。その中のひとつであるWD-repeat containg proteinにWDRと名前をつけて解析をおこなった。解析の結果、wdr変異体では青色光依存のデンプン分解と気孔開口が阻害されていることがわかった。これはWDRがデンプン分解の鍵因子であることを示唆する。WDRをリン酸化するキナーゼを同定することを目的に生化学的な解析を行なった。その結果、WDRは青色光照射後直ちにリン酸化されることがわかった。このことからWDRはフォトトロピンの基質であることが示唆された。これを検証するために、フォトトロピンとWDRの全長タンパク質を大腸菌にて作製し、試験管内で反応した。その結果、WDRはフォトトロピンによりリン酸化されることがわかった。また、フォトトロピンとWDRはin vitro, in vivoで相互作用を示すことを示した。また、二分子蛍光補完法を行い、YFPの断片を融合したWDRとフォトトロピンをシロイヌナズナ葉肉細胞に一過的に過剰発現したところ、YFPシグナルが細胞膜と葉緑体包膜に確認された。これらの結果からWDRはデンプン分解を制御するフォトトロピンの基質であることが明らかになった。

青色光受容体フォトトロピンは青色光依存的に孔辺細胞葉緑体のデンプンを分解することにより気孔開口を促進する。しかし、そのメカニズムには不明な点が多い。これまでに、気孔孔辺細胞において青色光依存的にリン酸化されるタンパク質を探索し、目的の因子を多数同定した。その中のひとつであるWD-repeat containg proteinにWDRと名前をつけて解析をおこなった。解析の結果、wdr変異体では青色光依存のデンプン分解と気孔開口が阻害されていることがわかった。これはWDRがデンプン分解の鍵因子であることを示唆する。WDRをリン酸化するキナーゼを同定することを目的に生化学的な解析を行なった。その結果、WDRは青色光照射後直ちにリン酸化されることがわかった。このことからWDRはフォトトロピンの基質であることが示唆された。これを検証するために、フォトトロピンとWDRの全長タンパク質を大腸菌にて作製し、試験管内で反応した。その結果、WDRはフォトトロピンによりリン酸化されることがわかった。また、フォトトロピンとWDRはin vitro, in vivoで相互作用を示すことを示した。また、二分子蛍光補完法を行い、YFPの断片を融合したWDRとフォトトロピンをシロイヌナズナ葉肉細胞に一過的に過剰発現したところ、YFPシグナルが細胞膜と葉緑体包膜に確認された。これらの結果からWDRはデンプン分解を制御するフォトトロピンの基質であることが明らかになった。