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2011年11月 1日 (火)

世界で初めて植物の気孔の数を増やす分子の構造を解明

世界で初めて植物の気孔の数を増やす
分子の構造を解明

平成23年10月26日
科学技術振興機構(JST)
北陸先端科学技術大学院大学
石川県立大学

詳細は、リンクを参照して下さい。

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 JST 研究成果展開事業(先端計測分析
技術・機器開発プログラム)の一環として、
北陸先端科学技術大学院大学の大木 進野
教授と石川県立大学の森 正之 准教授ら
は、植物の気孔の数を増やす働きをする
ペプチドホルモン注1)「ストマジェン」の
立体構造を解明しました。

 植物は、太陽エネルギーを用いて大気中
の二酸化炭素から炭水化物を合成(光合成)
します。

 光合成に必要な二酸化炭素を取り込む
ため、植物の葉の表面には、気孔と呼ばれる
「あな」があります。

 気孔の数が多いほど、必要な二酸化炭素
を取り込めるため、光合成の効率向上が
見込めます。
 しかし、気孔の数を調節する仕組みは、
ほとんど解明されていませんでした。

 2010年に発見されたストマジェンは、
気孔の数を増やす生理活性物質として現在
知られている唯一のものです。

 ストマジェンのアミノ酸配列は、すでに
知られていた気孔の数を減らす
ペプチドに似ています。

 そこで、ストマジェンの立体構造を
解き明かすことが、気孔の数を調整する
仕組みを解明するための大きな手がかり
となります。

 研究チームは今回、核磁気共鳴分光法
(NMR)を用いて、ストマジェンの
立体構造を解明しました。

 これは、世界で初めて植物の
ペプチドホルモンの立体構造を明らかに
したもので、ストマジェン分子中で
ホルモンの働きを持つ部位を特定
できました。

 これは、ストマジェンとその変異体を
本事業で開発した植物細胞とウイルスを
用いる新技術で作製できたからです。

 現在開発中のこの方法を用いると、
遺伝子組み換え大腸菌や酵母を利用した
従来の技術では作製が難しかった
たんぱく質やペプチドも、本来の立体構造
を保ったままで作製することができます。

 この成果により、分子レベルで植物の
気孔の数を調節する物質の「形」を
明らかにしました。

 今後、植物の気孔の数を制御する物質を
設計することが可能になります。

 将来的には、大気のCO2削減、
食糧生産性の向上など、さまざまな
応用展開が期待できます。

 本成果は2011年10月25日
(英国時間)に英国科学誌
「Nature Communi
-cations」で公表されます。
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なかなか面白い研究ですね。

実用化にはまだまだ時間がかかりそう
ですが、期待しましょう。

 

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