オジギソウにおける長距離シグナル伝達及び高速運動に関する研究

粳稻长距离信号传导及高速运动研究

• 批准号: 22KJ0449
• 负责人: 萩原 拓真
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Saitama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0449/
• 关键词: オジギソウ; 傾性運動; 電気生理; Ca2+イメージング

昨年度の研究結果から、Ca2+バイオセンサーのGCaMP6fを発現するオジギソウの葉に傷害刺激を与えると、Ca2+シグナルと電気シグナルがほぼ同じ速度で伝播することが分かっていた。刺激の種類によって伝播する電気シグナルの種類が変わることが知られていたため、従来用いていた傷害刺激の他に、葉に接触刺激を与えてCa2+シグナルと電気シグナルの伝播を同時に観察した。葉に傷害刺激を与えるとaction potential（AP）とvariation potentialから成る二峰性の電気シグナルと、二峰性のCa2+シグナルが伝播するが、接触刺激を与えた時はAPと一峰性のCa2+シグナルのみが伝播した。刺激の種類に関係なく、APとCa2+シグナルは近い速度で伝播することが分かった。加えて、オジギソウの葉にCa2+チャネルブロッカーのLa3+や、Ca2+をキレートするグリコールエーテルジアミン四酢酸（EGTA）などの試薬を処理すると、傷害刺激を与えてもCa2+シグナルと電気シグナルが伝播しなくなることが分かっていた。この結果が、これらの試薬の副作用によるものではないことを示す必要が生じたため、試薬の濃度を下げたり、処理時間を短縮したりして実験を行ったが、同様の結果が得られた。代わりにCa2+チャネルブロッカーのベラパミルを処理した葉に傷害刺激を与えても、Ca2+シグナルと電気シグナルは伝播しなかった。上記の研究結果は、Ca2+シグナルの伝播が電気シグナルの伝播と共役している、という仮説をさらに支持するものである。上記の研究結果と昨年度までの研究結果を含む論文をNature Communications誌に発表し、多くのメディアに研究内容が取り上げられた。

去年的研究结果表明，当将损伤刺激应用于Ca2+生物传感器GCAMP6F，Ca2+生物传感器，Ca2+信号和电信号的叶片时，以大致相同的速率传播。众所周知，取决于刺激的类型，电信号的类型以不同的方式传播，因此，除了先前使用的损伤刺激外，还将接触刺激应用于叶子，以同时观察Ca2+和电信号的传播。当施加损伤刺激到叶子上时，由动作电位（AP）组成的双峰电信号和变异势和双峰Ca2+信号传输，但是当应用触点刺激时，只有AP和单峰CA2+信号传输。发现AP和Ca2+信号在紧密速度下传播，而不管刺激的类型如何。此外，发现对Ca2+通道阻滞剂LA3+的鲑鱼叶的叶子和螯合Ca2+的乙醚二氨基四乙酸（EGTA）的处理表明，即使受到损伤刺激，CA2+和电信号也不会被透射。由于有必要证明该结果不是由于这些试剂的副作用，因此进行了实验，并以降低的试剂浓度和缩短治疗时间进行了实验，并获得了相似的结果。将损伤刺激应用于用Verapamil处理的叶子，CA2+通道阻滞剂不传播Ca2+和电信号。上述研究结果进一步支持了以下假设：Ca2+信号的传播与电信号的传播相结合。一篇包含上述研究结果和去年结果的论文发表在《自然通讯》杂志上，许多媒体介绍了研究内容。