西村いくこ 理学研究科教授と上田晴子 同特定准教授と岡本圭史 同大学院生らの研究グループは、植物の姿勢を決定するブレーキシステムの仕組みを明らかにしました。
本研究成果は、英国科学誌「Nature Plants」のオンライン速報版で公開されました。
研究者からのコメント
左から、西村教授、上田特定任准教授、冈本大学院生
植物はさまざまな环境刺激を受けながら成长します。大きな环境変化に対しては植物を曲げることによって対応する必要がありますが、微弱な环境変化にまで振り回されるのは、植物にとって无駄なコストがかかります。そのような状况を避けるために、植物はこのようなブレーキシステムを获得したと考えられます。
今后、ブレーキシステムの実体をより详细に解析することによって、环境の変化に迅速に対応する植物の巧みな技の理解を目指します。
概要
植物は自ら移动することはできませんが、光や重力などの环境が変化すると、生育に有利な条件を求めて植物体を屈曲させることが知られています。この屈曲反応については多くの研究がなされてきました。しかし、その一方で、植物がまっすぐに伸びる性质については、1880年のダーウィンの着书の中にも登场するものの、まっすぐに伸びる仕组みやその意义は135年间谜のままでした。
今回、本研究チームは、ミオシンモータータンパク质（ミオシン齿滨-蹿と齿滨-办）やアクチンタンパク质が壊れたシロイヌナズナ変异体では、茎やサヤがグニャグニャに曲がってしまうことを见い出しました（図）。これらの変异体は、光や重力の刺激に対して过剰に応答します。また、光と重力の刺激をなくした状态（暗所かつ疑似微重力状态）では、野生型植物の茎はまっすぐに伸びますが、ミオシン変异体の茎は曲がり続けてループ状に変形します。これらの発见から、植物は、器官をまっすぐに伸ばすためのアクチンーミオシン主导のブレーキを働かせていることが分かりました。
さらに、ミオシン齿滨-蹿が茎の繊维细胞のみに存在していたことから、このブレーキの键は繊维细胞が握っていることが判明しました。周囲の细胞に比べてとりわけ长いという特徴をもつ繊维细胞は、长く発达したアクチンレールの束をもっていました。この长いアクチン束が屈曲センサーとして植物の姿势を监视し、环境変化による曲がりとブレーキのバランスをとることによって、植物は体の姿势を最适に保っていると考えています。このブレーキは、植物が环境変化に振り回されずに常に凛とした姿势を保つために获得してきたしくみといえるかもしれません。
図：环境刺激（重力）に过剰に応答するミオシン齿滨破壊株
详しい研究内容について
植物の姿勢を決めるしくみの解明 －まっすぐになろうとする力－
书誌情报
[DOI]
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Keishi Okamoto, Haruko Ueda, Tomoo Shimada, Kentaro Tamura, Takehide Kato, Masao Tasaka, Miyo Terao Morita & Ikuko Hara-Nishimura
"Regulation of organ straightening and plant posture by an actin–myosin XI cytoskeleton"
Nature Plants Article number: 15031 Published online 23 March 2015
掲载情报
- 京都新聞（3月24日 30面）および産経新聞（3月24日 30面）に掲載されました。
