Analysis of induction mechanism of calcium spiking and its coded signaling information

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植物はアーバスキュラー菌根（AM）菌や根粒菌と相利的な共生関係を築くことができ、生育・環境適応に大きな恩恵を受けている。これらの共生の成立過程では、共生シグナル分子の受容による宿主‐共生菌間の相互認識が行われる。この共生シグナル伝達においてAM・根粒両共生にみられる「カルシウム振動」は、共生シグナル分子の受容によって細胞内Ca2+濃度の周期的な変動を示す共生応答反応である。その特徴的な振動パターンが共生シグナル情報をコードすると考えられるが、その機能はいまだ不明である。本研究では、カルシウム振動の起動に関わる共生シグナル分子の受容体と、その応答反応として遺伝子発現等の解析を行う。さらに生体内で人工的にCa2+のオシレーションを生じさせることでカルシウム振動を再現し、下流の共生応答の発生を確認する。これらの解析から、セカンドメッセンジャーとして広い役割を持つCa2+が、振動現象によってコードする共生シグナル情報を解読する。2022年度はミヤコグサで特定したカルシウム振動起動に機能するキチン受容体Lys6の変異体のAM共生表現型解析や、キチン応答遺伝子の発現解析を行った。この結果から、キチン受容体Lys6がAM共生に関与することを示した。さらに詳細な発現情報を得るためのトランスクリプトーム解析を開始している。Caスパイキングの機能に関して重要な知見をもたらすと考えられるLys型受容体の変異体解析では、その表現型の確認を別の変異体アリルを用いて行った。さらに人工的なCa2+のオシレーションの発生にむけ、Ca2+の直接注入や、Ca2+を放出させるCaged-Ca2+タンパク質を発現させる植物体の作成を行った。