植物科学：受容体–チャネルの三つ組が花粉管受容のCa2+シグナルを伝達する
Nature 607, 7919 doi: 10.1038/s41586-022-04923-7
顕花植物では、胚珠における花粉管と助細胞との正確なシグナル伝達によって受精が開始される。花粉管と胚珠の接触が、助細胞でのカルシウムスパイクを誘発することで、花粉管の破裂と精細胞の放出が引き起こされる。この過程は花粉管受容と呼ばれ、シロイヌナズナ（Arabidopsis）の助細胞で発現している3つのタンパク質［受容体様キナーゼFERONIA（FER）、グリコシルホスファチジルイノシトールアンカー型タンパク質LORELEI（LRE）、機能不明な膜貫通タンパク質NORTIA（NTA）］の働きを必要とする。遺伝的解析により、これら3つのタンパク質は同一の経路で働くことが分かっているが、これらがどのように協働して助細胞と花粉管のコミュニケーションを可能にするかは、まだ分かっていない。今回我々は、FER–LRE共受容体のリガンドとして、RALF（rapid alkalinization factor）ファミリーに属する花粉管由来の2種類の小分子ペプチドを特定し、RALFがFER–LRE共受容体に結合すると、NTAを細胞膜へと誘引することを明らかにする。NTAは、助細胞でのカルシウムスパイク発生に必要なカルモジュリン依存性カルシウムチャネルとして働く。さらに我々は、FER–LREが花粉管由来のペプチドを認識してNTAカルシウムチャネルを活性化し、花粉管受容のセカンドメッセンジャーであるカルシウムスパイクを開始させる生化学経路を再構成した。このように、雌性細胞中ではFER–LRE–NTAの三つ組が、これまで知られていなかった受容体–チャネル複合体を形成して、雄性シグナルを認識し、受精過程を開始させる。
