Analysis of mechanism underlying kinase signaling transduction by development of a neochrome-basedoptogenetic tool

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光スイッチタンパク質を用いた光操作技術は、遺伝子発現、タンパク質の活性や局在変化など、様々な生命現象の光操作を可能にし、動物や微生物における研究分野で強力な研究ツールとなっている。光操作技術に用いられる各種の光受容体は、植物由来であるにも関わらず、植物科学ではこれらが活用されていない。本提案では、植物の細胞内シグナル伝達において重要な役割を果たすタンパク質のリン酸化に注目し、申請者らが発見した赤色光/遠赤色光可逆的タンパク質キナーゼであるネオクロム（Suetsugu et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 2005）を用いて、（１）植物のタンパク質リン酸化を介したシグナル伝達機構解明のための新規光操作技術の開発、および（２）その技術を用いた植物シグナリング機構の解析を目的とする。本申請にあるような赤色光/遠赤色光で可逆的にキナーゼをオン/オフするという報告例は未だなく、新規のネオキナーゼの開発という研究も、それを用いた網羅的なキナーゼシグナリング機構の解析というのも他に例を見ない。本申請における植物AGCキナーゼを用いたネオキナーゼの開発は、植物における光操作ツール開拓に向けた挑戦的研究であると言える。本年度は機器、実験器具、試薬、植物材料、ベクターなどの準備を行なった。また、ヒザオリのネオクロムの発色団の結合能とキナーゼ活性を検出する系の確率を行うことにより、より小さく汎用性の高いネオキナーゼの開発を目指す。