植物の「水の通り道」の形を制御するタンパク質を発見

 ~ 細胞壁形成のしくみ解明へ大きな前進 ~

ポイント

・植物では細胞壁注1)の微小な孔(壁孔)が、地中の水の吸収や、体内の水の輸送を担う。
・タンパク質MAP70が細胞壁の形成を誘導して壁孔の形の決定にかかわるしくみを明らかにした。
・本研究成果は、知見の少なかった細胞壁形成のしくみの理解を大きく前進させたとともに、農業・エネルギー分野における植物の形態の制御に広く貢献することが期待される。

概要

 国立大学法人 東海国立大学機構 名古屋大学大学院理学研究科の佐々木 武馬 助教、杉山 友希 特任助教、小田 祥久 教授の研究グループは、大学共同利用機関法人 情報・システム研究機構 国立遺伝学研究所 遺伝メカニズム研究系の斎藤 慧 助教、島本 勇太 准教授、国立大学法人 九州大学 大学院芸術工学研究院の井上 大介 助教、ストックホルム大学(スウェーデン王国)のヘンリック サーク 博士、エドワール ペスケ 教授との共同研究により陸上植物の水の通り道を形づくるタンパク質を発見しました。本研究グループは、道管における細胞壁の微小な孔(壁孔)に存在するMAP70-5タンパク質に着目し、このタンパク質が微小管注2)と呼ばれる細胞内の繊維を曲がりやすくすることにより、道管における壁孔の立体構造を決定していることを明らかにしました。
 植物の細胞を覆う細胞壁は、細胞の形の維持に加え、水分・養分などの輸送も担います。壁孔を含め、植物の細胞壁の立体構造を決定する仕組みはほとんど明らかになっていません。本研究は植物の細胞壁の立体構造が、微小管の物理的な性質を制御することにより決定されることを世界ではじめて明らかにしました。これは植物の細胞壁の形成機構を理解する上で数少ない重要な知見です。また、本研究から得られた知見を利用して植物の細胞壁構造を改変することにより、将来的な植物細胞の形態や機能、さらには植物個体の性質や形態を人為的に制御する技術、利用しやすい木質バイオマスの生産技術にも繋がる可能性が考えられます。
 本研究成果は2023年11月13日午後7時(日本時間)付イギリス科学誌「Nature Communications」誌でオンライン公開されました。

用語解説

注1)細胞壁:
植物の細胞膜の外側に形成され、植物細胞の形態や機能を決定づける構造。主にセルロース、ヘミセルロース、ペクチンから成る。道管や仮道管、繊維の細胞壁にはこれらに加えてリグニンが沈着する。
注2)微小管:
チューブリンと呼ばれるタンパク質が重合することで作られる直径24 ナノメートルのチューブ状構造。細胞分裂や細胞内輸送など多様な機能を担う。植物細胞では細胞表層に並び、細胞壁の主成分であるセルロースの合成を導いている。

詳細

詳細はプレスリリースをご参照ください。

九大生含む研究グループ オパールや石英中から新鉱物「北海道石」を発見!

【12/9開催】第22回どんぐりの森をつくろうイベント

関連記事

  1. 【12/13開催】令和5年度 第7回I²CNER…

    令和5年度第7回I²CNER Seminarを開催します:伊田 進太郎 教授…

  2. 国内バイオディーゼル燃料製造事業 現状打開の糸口…

    ~ 生産コスト面における限界性を明らかに ~ポイント・バイオディ…

  3. 気候変動に対応した牛と環境に優しい新規牛舎空調の…

    省エネと効率的冷却を実現する輻射式空調の畜産現場への実装に向けて九州大学…

  4. 九州大学×福岡市×株式会社JCCL CO₂分離・…

    九州大学発スタートアップの株式会社JCCL(本社:福岡市西区)は、このたびC…

  5. 触媒ナノ粒子の電荷のゆらぎを捉える

    ~その場観察が切り拓くナノ材料・デバイス研究の新次元~工学研究院麻生…

  6. 酸性で駆動する超疎水性二酸化炭素還元電極

    ~二酸化炭素の効率的資源化~ポイント・二酸化炭素(CO₂)電…

  7. マイクロ波の電磁場の空間分離によりバイオマスを「…

    ~リグノセルロースや食品廃棄物など有機資源の利活用に貢献~農学研究院…

  8. 材料の界面歪みとプロトン伝導度を関連づける定量モ…

    ~世界初!プロトン伝導性セラミックス燃料電池のさらなる高性能化へ期待~…