大学共同利用機関法人 自然科学研究機構

基礎生物学研究所

English
  • Home
  • ニュース
  • > 葉序の規則的パターン形成において新規拡散性因子の存在を予測 〜オーキシンとPIN1の相互制御モデルによるシミュレーション〜

ニュース

プレスリリース概要

2018.04.04

葉序の規則的パターン形成において新規拡散性因子の存在を予測 〜オーキシンとPIN1の相互制御モデルによるシミュレーション〜

生物は時として驚くほど美しく秩序だった空間構造を作り出すことがあります。その代表的な例として植物の葉序が挙げられます。葉序は茎の周りの規則性を持った葉の配置様式のことであり、美しい幾何学的模様を生み出すことが広く知られています。この規則的パターンは、植物ホルモンのオーキシンとその膜輸送タンパク質PIN1がお互いに制御し合うことにより形成されることが明らかにされています。しかしながら、その制御機構の多くの部分は未だ解明されていません。今回、基礎生物学研究所共生システム研究部門の藤田浩徳助教と川口正代司教授は、オーキシンとPIN1輸送体の相互制御に基づいたシミュレーションをコンピュータ上で行うことにより、今までのモデルでは想定されていなかった細胞外領域の存在が、規則的パターンに対して破滅的な影響を与える一方で、そのような条件下においても拡散性分子を仮定することによって規則的パターンが再現できることを明らかにしました。同時に、オーキシンはPIN1輸送体を直接的に制御するのではなく、この拡散性分子を介して間接的に制御する必要があることも予測しました。これらの結果は、他の多様な生命現象に見られる自己組織的パターンと同様に、葉序パターン形成においても拡散性分子が中心的な役割を果たしていることを予測するものです。研究グループの藤田助教は「生命現象における分子制御機構の研究において、数理的解析が未知の分子機構の存在を解き明かす強力な手段になりうることを示す良い例になると思います。また、将来的に植物界における葉序の多様性の分子的理解のみならず、葉序パターンを制御・改変することによる新規の形態を持った鑑賞用品種の作出などの応用につながるものと期待されます」と語っています。本研究成果は、2018年4月3日(米国東部時間)にPLOS Computational Biology誌に掲載されました。

 

fig2.jpg

図. 葉序パターン形成におけるオーキシンとPIN1の相互制御モデル。