シロイヌナズナにおける硝酸の感知と取り込みはストレスホルモンであるアブシジン酸によって不活性化されるホスファターゼABI2によって亢進される

Sci. Signal., 5 May 2015
Vol. 8, Issue 375, p. ra43
DOI: 10.1126/scisignal.aaa4829

Sophie Léran¹, Kai H. Edel², Marjorie Pervent¹, Kenji Hashimoto^2,*, Claire Corratgé-Faillie¹, Jan Niklas Offenborn², Pascal Tillard¹, Alain Gojon¹, Jörg Kudla², and Benoît Lacombe^1,†

¹ Laboratoire de Biochimie et Physiologie Moléculaire des Plantes, UMR CNRS/INRA/SupAgro/UM, Institut de Biologie Intégrative des Plantes "Claude Grignon," Place Viala, 34060 Montpellier Cedex, France.
² Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen, Universität Münster, Schlossplatz 7, 48149 Münster, Germany.

† Corresponding author. E-mail: benoit.lacombe@supagro.inra.fr

* Present address: Department of Applied Biological Science, Tokyo University of Science, 2641 Yamazaki, Noda 278-8510, Japan.

要約 生体は、多様な環境条件に対処するため、栄養状態の変化を感知して応答する。硝酸（NO₃⁻）は植物の主な窒素源であり、肥料の主成分である。硝酸の感知と硝酸取り込みの調節の分子基盤を解明すれば、植物による窒素の利用効率を高めて硝酸取り込みを最大化するための戦略を策定できるようになり、硝酸による汚染を軽減する助けになるだろう。硝酸のセンサー兼トランスポータとして機能するNPF6.3（別名NRT1.1）と、キナーゼCIPK23、カルシウムセンサーCBL9は、シロイヌナズナ（Arabidopsis thaliana）における硝酸の感知に不可欠な複合体を形成する。われわれは、硝酸の輸送、感知、シグナル伝達を調節する構成要素として、カルシウムセンサーCBL1とプロテインホスファターゼ2CファミリーメンバーABI2の2つを新たに同定した。ABI2はストレス応答ホルモンのアブシジン酸によって阻害される。二分子蛍光相補アッセイとin vitroでのキナーゼアッセイでは、ABI2がCIPK23およびCBL1と相互作用して脱リン酸化させることがわかった。アフリカツメガエル（Xenopus）の卵母細胞での共発現研究とABI2欠損植物の解析では、NPF6.3に依存した硝酸の輸送、感知、シグナル伝達がABI2によって亢進されることが示された。これらの知見は、ストレスによる成長制御と、エネルギー消費の多いプロセスである硝酸の取り込みと利用の調節をABI2が機能的に関連づけるかもしれないことを示唆している。

S. Léran, K. H. Edel, M. Pervent, K. Hashimoto, C. Corratgé-Faillie, J. N. Offenborn, P. Tillard, A. Gojon, J. Kudla, and B. Lacombe, Nitrate sensing and uptake in Arabidopsis are enhanced by ABI2, a phosphatase inactivated by the stress hormone abscisic acid. Sci. Signal. 8, ra43 (2015).