光環境に適応した植物の成長制御機構の解析

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本研究は植物の光環境応答に適応した成長制御機構を解明することを目的に、主にシロイヌナズナ芽生えの光屈性に着目し、研究を行った。光屈性を誘導する光受容体フォトトロピンのシグナル伝達機構を解明するために、そのシグナル伝達因子NPH3のphot1による脱リン酸化メカニズムを解析し、NPH3のリン酸化部位を3カ所同定し、それらのリン酸化部位が光屈性に必須でないことを明らかにした。もう一つのシグナル伝達因子RPT2は光屈性反応を修飾する他の光受容体フィトクロム、クリプトクロムによって転写誘導されること、この転写誘導機構が、フィトクロム、クリプトクロムによる光屈性反応修飾機構の一部であることを明らかにした。これらの結果は、フォトトロピンシグナル伝達因子が、光受容体の活性化によって発現やタンパク質修飾が調節され、光屈性反応を誘導することを示した。昨年度の研究によって、オーキシン輸送阻害剤NPAは光屈性を負に制御するオーキシン輸送体PGP19に依存して光屈性を阻害し、光屈性を誘導するオーキシン輸送体そのものはその活性が阻害されないこと、PGPl9とNPAが共存したときにのみその活性が阻害されることが明らかになっている。光屈性を誘導するオーキシン輸送体はPIN3が知られているが、pgp19との多重変異体解析を行った結果、NPA非感受性の光屈性誘導に関与するオーキシン輸送体はPIN3以外に存在することを明らかにした。この分子を同定すべく、現在pgp19のサプレッサー変異体選抜および、他のオーキシン輸送体との多重変異体解析を行っている。これらの研究成果をさらに発展させることによって、光シグナリングが具体的にどのオーキシン輸送体の活性を調節し、光屈性を誘導して、植物の生長方向を決定しているのか、近い将来明らかにできるものと考えられる。