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シロイヌナズナにおけるAtRGS1を取り込む2つの異なる経路を介したGタンパク質シグナル伝達の差次的調節

Differential regulation of G protein signaling in Arabidopsis through two distinct pathways that internalize AtRGS1

Research Article

Science Signaling 10 Aug 2021:
Vol. 14, Issue 695, eabc0836
DOI: 10.1126/scisignal.abc0836

Justin M. Watkins1,†, Timothy J. Ross-Elliott1,†, Xiaoyi Shan1, Fei Lou1, Bernd Dreyer1,‡, Meral Tunc-Ozdemir1, Haiyan Jia1, Jing Yang1, Celio Cabral Oliveira1,2, Luguang Wu3, Yuri Trusov3, Timothy D. Schwochert4, Patrick Krysan5, Alan M. Jones1,6,*

  1. 1 Department of Biology, University of North Carolina at Chapel Hill, Chapel Hill, NC 27599, USA.
  2. 2 Department of Biochemistry and Molecular Biology/Bioagro, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG, Brazil.
  3. 3 School of Agriculture and Food Science, University of Queensland, St. Lucia, Queensland Q4072, Australia.
  4. 4 Department of Chemistry, University of North Carolina at Chapel Hill, Chapel Hill, NC 27599, USA.
  5. 5 Department of Horticulture, University of Wisconsin Madison, Madison, WI 53706, USA.
  6. 6 Department of Pharmacology, University of North Carolina at Chapel Hill, Chapel Hill, NC 27599, USA.

* Corresponding author. Email: alan_jones@unc.edu

† These authors contributed equally to this work.

‡ Present address: Department of Molecular Genetics, Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research (IPK) Gatersleben, 06466 Seeland, Germany.

要約

動物では、7回膜貫通型GPCRのエンドサイトーシスがアレスチンによって仲介され、受容体またはリガンドのバイアス(1つの伝達経路がもう1つの経路と比較してどの程度使用されるかを決定する)に応じて、細胞質Gタンパク質を介するシグナルが伝播または停止される。シロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)においては、ヘテロ三量体Gタンパク質複合体が自発的にヌクレオチドを交換するため、GPCRはGタンパク質共役シグナル伝達に必要ない。代わりに、7回膜貫通型タンパク質AtRGS1が、リガンド依存性のエンドサイトーシスを介してGタンパク質シグナル伝達を調節し、古典的なアレスチンの関与なしに、シグナル伝達の抑制解除を開始する。今回われわれは、AtRGS1のエンドサイトーシスが、細胞膜の2つの異なるプール、すなわちステロール依存性ドメインと、クラスリンが到達可能な近傍から開始することを見出した。これらのプールはそれぞれに、選ばれた一連の識別因子、活性化因子、アレスチン様アダプター候補を有する。リガンドのアイデンティティー(病原体関連分子パターンflg22または糖のグルコースのいずれか)が、AtRGS1エンドサイトーシスの開始点を決定した。輸送の開始点および軌道が異なると、細胞内の結果が異なった。したがって、このシステムでは、関連するシグナロソーム構造による区画化が、バイアスされたシグナル伝達を促進する。

Citation: J. M. Watkins, T. J. Ross-Elliott, X. Shan, F. Lou, B. Dreyer, M. Tunc-Ozdemir, H. Jia, J. Yang, C. C. Oliveira, L. Wu, Y. Trusov, T. D. Schwochert, P. Krysan, A. M. Jones, Differential regulation of G protein signaling in Arabidopsis through two distinct pathways that internalize AtRGS1. Sci. Signal. 14, eabe4090 (2021).

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