カルシウムシグナルによる光合成統御の器官間コミュニケーション

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シロイヌナズナのサイクリックヌクレオチド(cXTP)依存性カチオンチャネルAtCNGC1は、Ca^<2+>K,Na^+を透過する非選択性カチオンチャネルで、C-末端にカルモデュリン(CaM)結合サイトとcXTP結合サイトを持ち、cXTPの結合によって活性化され、Ca^<2+>/CaMによって抑制されると予想される。これを出芽酵母の仮想的カルシウムチャネル欠損株cch1に発現させたところ、低Ca^<2+>培地中での生育が回復し、AtCNGC1がCa^<2+>輸送能を持つことが示唆された。一方、酵母のK^+輸送体破壊株CY162は低K^+濃度下では生育が抑制される。AtCNGC1を導入すると低Ca^<2+>濃度では濃度に依存して生育が回復したが、高Ca^<2+>濃度では濃度依存的生育抑制が見られた。AtCNGC1は細胞外からCa^<2+>を取り込んで細胞内濃度を上昇させるが、上昇したCa^<2+>はCaMを活性化して、AtCNGC1のCaM結合サイトに結合してチャネル活性を抑制するために、再び細胞内Ca^<2+>濃度が低下して酵母の生育が抑制されたものと推定される。シロイヌナズナのゲノムデータベースより推定された電位依存型Ca^<2+>チャネル様遺伝子のcDNA(AtTPC1)をクローニングした。、AtTPC1は全長733アミノ酸残基から成り、6つの膜貫通領域(S2-S6)をもつ2つの相同的ドメインより構成されている。最近報告されたラット腎臓由来の電位依存型Ca^<2+>チャネルTPC1(two-pore channel)と高い相同性を示している。また、RT-PCRの結果は広く各器官に発現することを示した。AtTPC1は出芽酵母CCH1欠損株の低Ca^<2+>濃度下での生育を部分相補した。更に、シリコンレイヤー遠心法により、この菌株は対象菌株と比較して高いCa^<2+>輸送能を持つことが示された。これらの結果はAtTPC1がCa^<2+>輸送能を持つチャネルであることを示唆している。