開いた気孔1（OST1）キナーゼは、シロイヌナズナガード細胞でRタイプアニオンチャネルQuac1を制御します

干ばつストレスの下で、ストレスホルモンABAは、そのサイトゾル受容体とタンパク質ホスファターゼABI1を介してSNRキナーゼOST1に対処します。活性化すると、OST1はガードセルS型アニオンチャネルSLAC1をリン酸化します。シロイヌナズナABI1およびOST1機能喪失変異体は、極端なしおれ「開いた気孔」表現型によって特徴付けられます。ガード細胞がSLACおよびR-/QUACタイプの両方のアニオンチャネルを発現するという事実を考えると、SLAC1以外のOST1もQuac1チャネルを制御するかどうかに疑問を投げかけました。言い換えれば、ABI1/OST1の欠陥は、両方のガードセルアニオンチャネルタイプが気孔閉鎖の観点から適切に動作するのを防ぎますか？ABAシグナル伝達キナーゼOST1およびホスファターゼABI1によるR-/QuAC型アニオンチャネルの活性化は、シロイヌナズナのガード細胞とアフリカ型卵母細胞の植物細胞のない背景の2つの実験システムで分析されました。警備細胞に関するパッチクランプ研究は、ABAが野生型植物のR-/QuACタイプの電流を活性化することを示していますが、ABI1-1およびOST1-2変異体の程度ははるかに少ない程度ではありません。卵母細胞系では、Quac1とOST1の共発現により、R型アニオンチャネルの顕著な活性化が得られました。これらの研究は、OST1がS-/SLACおよびR-/QUACタイプのガードセルアニオンチャネルの両方に対処していることを示しており、OST1-2変異体が単一のSLAC1またはQuac1変異体よりも干ばつに敏感である理由を説明しています。

Under drought stress, the stress hormone ABA addresses the SnR kinase OST1 via its cytosolic receptor and the protein phosphatase ABI1. Upon activation, OST1 phosphorylates the guard cell S-type anion channel SLAC1. Arabidopsis ABI1 and OST1 loss-of-function mutants are characterized by an extreme wilting 'open stomata' phenotype. Given the fact that guard cells express both SLAC- and R-/QUAC-type anion channels, we questioned whether OST1, besides SLAC1, also controls the QUAC1 channel. In other words, are ABI1/OST1 defects preventing both of the guard cell anion channel types from operating properly in terms of stomatal closure? The activation of the R-/QUAC-type anion channel by ABA signaling kinase OST1 and phosphatase ABI1 was analyzed in two experimental systems: Arabidopsis guard cells and the plant cell-free background of Xenopus oocytes. Patch-clamp studies on guard cells show that ABA activates R-/QUAC-type currents of wild-type plants, but to a much lesser extent in those of abi1-1 and ost1-2 mutants. In the oocyte system the co-expression of QUAC1 and OST1 resulted in a pronounced activation of the R-type anion channel. These studies indicate that OST1 is addressing both S-/SLAC- and R-/QUAC-type guard cell anion channels, and explain why the ost1-2 mutant is much more sensitive to drought than single slac1 or quac1 mutants.