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2013年8月 1日 (木)

植物で発見された動物の神経伝達調節因子はどのような機能をもつか

2013/07/24 九州大学プレスリリース
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 植物のガス交換の場である体表面の
気孔は、高度の環境情報処理機構によって
常に成長・生存に最適な状態を保つように
その開閉が調節されています。
 
 この調節を担うのは、気孔細胞
(孔辺細胞)内の膨圧を作り出すプロトン
ポンプです。
 
 今回発見された動物の神経伝達制御因子
と同じ構造をもつPATROL1 因子は、光や
乾燥などの環境変化にあわせて、孔辺細胞
の細胞膜の近辺を動き回ることが分かり
ました。
 
 この因子の挙動はプロトンポンプの
細胞内から細胞膜上への配置移動、
あるいはその逆の撤収移動と一致して
います。
 
 このような観察から、PATROL1 が
プロトンポンプが必要とされる時に細胞膜
に並べたり、逆に必要でなくなった場合
には回収したりする機能をもっていること
が推測されました。
 
 例えば、光環境では光合成を行うために
積極的に CO2を取り入れたいために気孔は
大きく開きます。
 
 その場合には、PATROL1 がプロトン
ポンプを短時間のうちに細胞膜に配置
させます。
 
 一方、乾燥などによって体内からの
水分の放出を防がなければならない場合
には、プロトンポンプをその一部を残して
細胞膜から撤去します。
 
 従来のプロトンポンプの研究は、
ポンプそのものの活性化メカニズムに
関してのものばかりで、そのメカニズムは
一般の教科書などでも詳しく解説されて
います。
 
 しかし、今回発見されたようなタイプの
調節機構が存在することは驚くべきことで
あり、さらに、その機構の鍵を握っている
因子が動物の神経情報伝達の“要”となる
ような因子であったことは、植物と動物の
進化の過程でどのような経緯があったのか
を考えるうえでも大変興味深いことです。
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 この内容だけ見ているとどういう意味が
あるのか理解しにくいのですが、
 
>研究グループは、PATROL1 遺伝子を過剰
>に発現させた植物体ではどのようなこと
>が起きるか、さらに研究を続けています。
 
>そのような植物体は、低濃度 CO2 や
>光による気孔開孔が増強されており、
>光合成活性が上昇し、
>その結果バイオマス生産が促進される
>ことが分かりました。
 
>これまでの気孔エンジニアリングの
>試みにおいて、
>このようなバイオマス増産に成功した
>例はありません。
 
>PATROL1 過剰発現体は、高 CO2、暗条件、
>乾燥などの多重環境情報を精確に処理し、
>それに基づいた的確な気孔応答を行う
>ことができるということが分かりました。
 
>樹木や作物を含む多くの高等植物で
>PATROL1 遺伝子が存在していることから、
>この遺伝子を活用することによって、
>作物や樹木のバイオマスの増産の
>新しいアプローチが可能になるかも
>しれません。
 
 
 PATROL1 遺伝子を過剰に発現させた
植物では、低濃度 CO2 や光による
気孔開孔が増強されており、光合成活性
が上昇し、その結果バイオマス生産が
促進されることが分かりました。
 
 と言っています。
 これは素晴らしいことです。
 
 関連ニュースを紹介しておきます。
2013年8月1日 朝日新聞デジタル
 有料記事です。
 
 シロイヌナズナでは通常より3割増しで
成長したそうです。

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