アブシジン酸に対する気孔の反応には液胞の陰イオン交換輸送体AtCLCaのリン酸化が必要

Sci. Signal., 8 July 2014
Vol. 7, Issue 333, p. ra65
[DOI: 10.1126/scisignal.2005140]

Stefanie Wege^1*, Alexis De Angeli^1,2,3, Marie-Jo Droillard¹, Laetitia Kroniewicz⁴, Sylvain Merlot¹, David Cornu⁵, Franco Gambale², Enrico Martinoia³, Hélène Barbier-Brygoo¹, Sébastien Thomine¹, Nathalie Leonhardt⁴, and Sophie Filleur^1,6†

¹ CNRS-UPR 2355, Institut des Sciences du Végétal, Saclay Plant Sciences Labex, Bât. 22, 1 Avenue de la Terrasse, 91198 Gif sur Yvette Cedex, France.
² Istituto di Biofisica, C.N.R., Via De Marini 6, 16149 Genova, Italy.
³ Institute of Plant Biology, University of Zurich, Zollikerstrasse 107, CH-8008 Zurich, Switzerland.
⁴ Laboratoire de Biologie du Développement des Plantes, Unité Mixte de Recherche 7265, Centre National de la Recherche Scientifique-Commissariat à l'Energie Atomique-Université Aix-Marseille II, Commissariat à l'Energie Atomique Cadarache Bât. 156, 13108 St Paul-lez-Durance, France.
⁵ CNRS-FRC5115, Centre de Recherche de Gif, Imagif, Bât. 21, 1 Avenue de la Terrasse, 91198 Gif sur Yvette Cedex, France.
⁶ Université Paris 7 Denis Diderot, U.F.R. Sciences du Vivant, 35 rue Hélène Brion, 75205 Paris Cedex 13, France.

^* Present address: Department of Plant Molecular Biology, University of Lausanne, CH-1015 Lausanne, Switzerland.

† Corresponding author. E-mail: sophie.filleur@isv.cnrs-gif.fr

要約

真核生物のCLC（塩素イオンチャネル）ファミリーの陰イオン／プロトン交換輸送体は、細胞内の膜系を介した陰イオンの流束を媒介している。シロイヌナズナ（Arabidopsis thaliana）の陰イオン／プロトン交換輸送体であるAtCLCaは、液胞内の硝酸塩の蓄積に関わっている。われわれは、気孔と呼ばれる孔を介してガス交換と水分の蒸散を制御している特殊化した植物表皮細胞である葉孔辺細胞における、AtCLCaの役割を検討した。AtCLCaは気孔開口中の液胞内への陰イオン蓄積という想定内の役割を果たすのみならず、ストレスホルモンであるアブシジン酸（ABA）に応答した気孔閉鎖中の陰イオン放出も媒介していた。さらにわれわれは、このような二重の働きが、リン酸化に依存したAtCLCa活性の変化の結果であることを見いだした。プロテインキナーゼOST1（SnRK2.6としても知られる）はABAへの応答における孔辺細胞中の重要なシグナル伝達因子であり、中心的な調節因子である。AtCLCaのアミノ末端細胞質ドメインにあるThr³⁸のOST1によるリン酸化は、気孔閉鎖に不可欠である液胞膜を介した陰イオンの外向きの流束を増加させた。われわれは、細胞内CLC交換輸送体の双方向性の活性は生理的に重要であり、さらにそのリン酸化はこの交換輸送体の輸送様式を調節するというエビデンスを示した。

S. Wege, A. De Angeli, M.-J. Droillard, L. Kroniewicz, S. Merlot, D. Cornu, F. Gambale, E. Martinoia, H. Barbier-Brygoo, S. Thomine, N. Leonhardt, S. Filleur, Phosphorylation of the vacuolar anion exchanger AtCLCa is required for the stomatal response to abscisic acid. Sci. Signal. 7, ra65 (2014).