気孔孔辺細胞の青色光情報伝達系におけるカルシウムシグナリングの研究

气孔保卫细胞蓝光信号转导系统中钙信号的研究

• 批准号: 04J06373
• 负责人: 原田 明子
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J06373/
• 关键词: 気孔; 孔辺細胞; カルシウムシグナリング; 青色光; シロイヌナズナ

青色光により気孔が開口する際には、孔辺細胞の細胞膜H^+-ATPaseの活性上昇を介して膜電位が過分極し、過分極依存的にK^+が流入する。この青色光情報伝達経路にCa^<2+>が関与するかどうかを調べるために、Ca^<2+>結合性発光蛋白質エクオリン遺伝子を導入したシロイヌナズナ(野生株と気孔開口に関与する青色光受容体フォトトロピンの欠損突然変異株)から孔辺細胞プロトプラストを調製し、青色光によるCa^<2+>濃度変化を調べた。生理条件において、青色光により孔辺細胞内Ca^<2+>濃度の上昇が見られたが、これはフォトトロピンを介したものではなく、光合成に依存したものだった。一方、細胞外K^+濃度が低い時にはフォトトロピンを介したCa^<2+>濃度上昇が見られた。このCa^<2+>膿度上昇は青色光による膜電位過分極に依存したCa^<2+>流入によるものであり、K^+存在下ではK^+流入が優先的に起こっていることが分かった。また、孔辺細胞においてCa^<2+>シグナルの下流で働く因子として、ソラマメ孔辺細胞に特異的に発現することが分かっているCa^<2+>結合蛋白質VfCBL1(Calcineurinβ-like protein)とVfCIPK1(CBL-interacting protein kinase)についてBIACOREを用いた相互作用解析を行い、これらの蛋白質がCa^<2+>非存在下で結合することを確認した。以上に加えて、フォトトロピン1(phot1)の下流で青色光による光屈性や気孔開口に関与することが知られているRPT2の機能欠損突然変異株について、生育過程を追って表現型を詳細に観察し、RPT2が光による葉の伸展に関与していることを示した。

When blue light is emitted from the pore, the activity of H^+-ATPase in the cell membrane of the pore is increased, and the membrane potential is excessively dependent on K^+ inflow. The cyanine light information transmission pathway Ca^<2 +> is modulated by Ca ^<2 +>-binding light-emitting protein (Ca2 +)-binding protein (Ca2 +). The increase of intracellular Ca <2+> concentration under physiological conditions depends on the photosynthesis. When extracellular K^+ concentration is low, Ca^+ concentration increases. The increase of Ca^<2+> concentration is dependent on the excess of Ca^<2+> concentration and K^+ concentration. Ca ^<2 +> binding protein VfCBL1 (Calcineurinβ-like protein) VfCIPK1 (CBL-interacting protein kinase) binding protein VfCIPK1 (CBL-interacting protein kinase) binding protein VfCIPK1 binding protein In addition, RPT 1(phot1) has been shown to be functionally deficient in RPT2 and to be sensitive to light and pore openings.

项目成果

Ca2+ transient induced by extracellular changes in osmotic pressure in Arabidopsis leaves:: differential involvement of cell wall-plasma membrane adhesion

• DOI: 10.1111/j.1365-3040.2005.01447.x
• 发表时间: 2006-04-01
• 期刊: PLANT CELL AND ENVIRONMENT
• 影响因子: 7.3
• 作者: Hayashi, T;Harada, A;Takagi, S
• 通讯作者: Takagi, S