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

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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。