- 所属部署
- 理学部理学科生物学プログラム
- 申請年度
- 2020年度
- キーワード
- 植物の光環境応答 光屈性 光順応 フォトトロピン
- 研究結果の概要
- 植物は光源方向を認識し成長方向を調節する光屈性を示す。光照射側の細胞と陰側の細胞が受ける光強度の違いがなんらかのシグナル伝達物質（光生産物）の勾配を生みだし、これが光屈性を誘導すると考えられている。我々は青色光受容体phot1 によるアダプタータンパク質 NPH3 天然変性ドメインの脱リン酸化誘導が phot1 シグナル伝達の抑制に働き、明所における光順応及び光屈性を誘導することを明らかにした。NPH3 C末端S744 は phot1 によってリン酸化されることが他研究グループより報告されたが、我々は天然変性ドメインリン酸化・S744未修飾の暗所型 NPH3、天然変性ドメイン脱リン酸化・S744リン酸化修飾を受けた青色光型 NPH3 が存在すること、暗所型から青色光型への変換には phot1 が関与し、逆の変換には新たに同定した PP2C19 が関与することを明らかにした。我々は明所における phot1 と NPH3 の解離による活性化状態と NPH3 の細胞膜再会合による不活性化状態のバランス（勾配）の維持こそが光源方向認識に働くという光生産物勾配仮説の分子モデルを提案した。
- 公表論文
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(1) Tatsuya Sakai, Ken Haga, Taro Kimura, and Keita Kawaura (2025) Protein phosphatase PP2C19 controls hypocotyl phototropism through the phosphorylation modification of NONPHOTOTROPIC HYPOCOTYL3 in Arabidopsis. Plant Cell Physiol. 66, 23-35. Research Highlights
(2) Ken Haga and Tatsuya Sakai (2023) Photosensory adaptation mechanisms in hypocotyl phototropism: how plants recognize the direction of a light source. J. Exp. Bot. 74, 1758-1769.
(3) Taro Kimura, Ken Haga and Tatsuya Sakai (2022) The phosphorylation of NONPHOTOTROPIC HYPOCOTYL3 affects phot2-dependent phototropism in Arabidopsis. Plant Signaling Behavior 17.
(4) Taro Kimura, Ken Haga, Yuko Nomura, Takumi Higaki, Hirofumi Nakagami and Tatsuya Sakai (2021) Phosphorylation of NONPHOTOTROPIC HYPOCOTYL3 affects photosensory adaptation during the phototropic response. Plant Physiology 187, 981-995.
