植物におけるペプチドリガンド依存性受容体複合体形成のリアルタイム動態

Sci. Signal. 04 Aug 2015:
Vol. 8, Issue 388, pp. ra76
DOI: 10.1126/scisignal.aab0598

Marc Somssich,¹ Qijun Ma,² Stefanie Weidtkamp-Peters,³ Yvonne Stahl,1 Suren Felekyan,² Andrea Bleckmann,^{1 *} Claus A. M. Seide,^l,2,3† Rüdiger Simon^1,3†

¹ Institute for Developmental Genetics and Cluster of Excellence in Plant Sciences, Heinrich-Heine University, Universitätsstraße 1, D-40225 Düsseldorf, Germany.
² Chair for Molecular Physical Chemistry, Heinrich-Heine University, D-40225 Düsseldorf, Germany.
³ Center for Advanced Imaging, Heinrich-Heine University, D-40225 Düsseldorf, Germany.

* Present address: Department of Cell Biology and Plant Biochemistry, University of Regensburg, Universitätsstraße 31, 93053 Regensburg, Germany.

† Corresponding author. E-mail: ruediger.simon@hhu.de (R.S.); cseidel@hhu.de (C.A.M.S.)

要約  CLAVATA（CLV）およびフラジェリン（flg）シグナル伝達経路は、ペプチドリガンドを通して働き、細胞膜局在化受容体様キナーゼ（RLK）と密接に関連する。植物ペプチドCLV3が幹細胞ホメオスタシスを制御するのに対し、細菌ペプチドflg22は防御反応を誘導する。われわれは、マルチパラメーター蛍光イメージング分光法（MFIS）を用いて、蛍光タンパク質と融合した受容体タンパク質を発現している植物生細胞において、リガンド存在下のRLK複合体の動態を特徴付けた。われわれは、CLVおよびflg経路が2つの異なるシグナル伝達原理を代表することを見出した。すなわち、flg22は最初にRLKのヘテロ二量体化を誘導し、後にホモ多量体化を通したより大きな複合体への集合を開始させた。対照的に、CLV受容体複合体は、前もって形成されており、リガンド結合はそれらの集団化を刺激した。この異なる挙動は、これらのシグナル伝達経路の性質を反映している可能性が高い。病原体が開始させるflgシグナル伝達は、植物の成長および発達を妨げる。したがって、受容体複合体は、リガンド存在下でのみ形成される。対照的に、CLV3依存性幹細胞ホメオスタシスは、活発なシグナル伝達を継続的に必要とし、受容体複合体の事前形成はこの仕事を促進するかもしれない。

Citation: M. Somssich, Q. Ma, S. Weidtkamp-Peters, Y. Stahl, S. Felekyan, A. Bleckmann, C. A. M. Seidel, R. Simon, Real-time dynamics of peptide ligand– dependent receptor complex formation in planta. Sci. Signal. 8, ra76 (2015).