基礎生物学研究所 植物環境応答研究部門の森田(寺尾)美代教授と川本望特任助教、中村守貴特任研究員らのグループはシロイヌナズナを用いて、重力屈性とは相反する、Anti-gravitropic offset (AGO)と呼ばれる成長成分の性質を明らかにしました。
植物の根は地中に向かい、茎は上方へと伸長します。これは植物が重力の方向を感じ取って反応する、重力屈性と呼ばれるものです。重力の方向は根や茎に存在する重力感受細胞で感知されることが知られています。茎がまっすぐに上方へと伸長するのに対し、側枝は一定の角度を持って、斜め上に伸長します。この角度は、重力屈性とAnti-gravitropic offset (AGO)と呼ばれる重力屈性とは相反する成長成分のバランスによって制御されているという考え方が提唱されていました。しかしながら、AGOというものが本当に存在するのか、また、その性質については不明なままでした。森田教授らの研究グループはこれまでにLZYと呼ばれるタンパク質が重力屈性に中心的な役割を担っていることを明らかにしてきました。その過程で、LZYの機能を失った植物の側枝は下側へと、根は上方へと、重力屈性とは逆方向に屈曲する、不思議な現象を見出しました。今回、この重力屈性が逆転したように見える不思議な現象の解析を進めた結果、AGOには根と茎に存在する重力感受細胞が必要不可欠なこと、重力屈性と共通した重力方向の感受メカニズムを利用している可能性があることを明らかにしました。本研究の成果は、2020年5月12日に国際学術誌Plants誌に掲載されました。
図1.野生型(Col)と
lzy1;2;3変異体の重力応答
野生型植物の側枝は通常は上方向へと伸長するが(A)、
lzy1;2;3変異体では下方向へと伸長する(B)。逆さ吊りにより重力方向を180度入れ替えると、野生型では上方へと伸長するが(C)、
lzy1;2;3変異体では下方へと伸長する(D)。
