フォトトロピンが制御する光シグナル伝達ネットワークの解明

向光素控制的光信号转导网络的阐明

基本信息

批准号：
21H02511
负责人：
武宮淳史
金额：
$ 10.98万
依托单位：
Yamaguchi University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02511/
关键词：
気孔開口青色光フォトトロピンシグナル伝達

项目摘要

フォトトロピンは光受容により活性化する受容体キナーゼであり、下流因子のリン酸化を通じて光情報を細胞内に伝達し、気孔開口を引き起こす。我々はこれまでにフォトトロピンのリン酸化基質を2つ（BLUS1・CBC1）同定し、これらが細胞膜H+-ATPaseの活性化とアニオンチャネルの不活性化を通じて気孔開口を促進することを明らかにしてきた。即ち、フォトトロピンは細胞内で多様な因子を同時にリン酸化し、シグナル伝達ネットワークを形成することで、気孔開口を統合的に制御する可能性が示唆される。このシグナル伝達ネットワークに関与する新奇重要因子を同定するために、昨年度はamiRNAを用いた変異体スクリーニングを進めてきた。amiRNAは遺伝子重複のあるファミリー遺伝子の発現を同時にノックダウンする手法であり、従来のEMSやT-DNAを用いた突然変異体のスクリーニングでは単離することが難しい重要因子を単離することが可能である。本年度は昨年度に引き続き、amiRNAを発現する変異体の1次スクリーニングを進めるとともに、2次スクリーニングとして次世代の植物体における再現性の確認を行い、気孔開口に異常を示すラインを多数単離した。一部についてはゲノムシーケンスによってその標的遺伝子候補を検出することに成功し、原因遺伝子同定と機能解析に着手した。現在、標的遺伝子候補にT-DNAが挿入された変異体を入手し、掛け合わせにより多重変異体の作成を進めている。また、T-DNA挿入変異体が入手できなかったものについては、ゲノム編集を利用した多重変異体の作製を試みている。

光蛋白是受体激酶，通过光感受而激活并通过下游因子的磷酸化将光信息传递到细胞中，从而导致气孔开口。我们先前已经确定了两个光磷酸化的底物（BLUS1和CBC1），并表明它们通过激活细胞膜H+-ATPase和阴离子通道的失活而促进了气孔开放。也就是说，建议光蛋白可以同时磷酸化细胞内的各种因素并形成信号网络，从而整合了气孔开口。去年，我们一直在使用AmiRNA进行突变筛选，以确定该信号网络中涉及的新重要因素。 AmiRNA是一种同时击倒具有重叠基因的家族基因表达的方法，并且可以通过使用EMS或T-DNA进行常规筛选突变体分离的重要因素分离重要因素。今年，在去年之后，我们继续筛选表达Amirna的突变体，作为次要筛查，我们确认了下一代植物的可重复性，并隔离了大量的线条，在气孔开放中显示出异常。在某些情况下，我们通过基因组测序成功地检测了靶基因候选物，并开始识别因果基因和功能分析。当前，我们已经获得了插入靶基因候选者的T-DNA的突变体，并正在努力通过乘法创建多个突变体。此外，对于那些无法获得T-DNA插入突变体的人，我们试图使用基因组编辑产生多个突变体。