植物が急なストレスで成長を止める仕組み ^{CEFR B2}

研究チームは、植物が急激な環境ストレスに遭った際に成長を素早く抑える生化学的な仕組みを解明しました。最初の即時反応は遺伝子発現の変化を待たず、細胞内に既にある酵素が化学修飾などで瞬時に活性を低下させることで起きます。ケイティ・デヘシュ教授は「この種の反応は即時でなければならない」と述べています。

具体的には、活性酸素が酵素に干渉して働きを弱める一方、下流の中間代謝物が蓄積して上流の酵素に結合し経路を遮断します。こうして経路の出力が制限され、成長に必要な化合物の生産が減り、植物は発達を事実上一時停止します。

研究はさらに、元ラボマネジャーで研究監督を務めたミエン・ファン・デ・フェンが主導した緻密な実験に基づきます。彼女は極めて低濃度の中間代謝物を測定し、植物を死なせずに小型化させる突然変異から手がかりを得ました。繊細な酵素を単離して植物外で働く条件を再現する作業も必要で、概念的にも実験的にも挑戦がありました。

類似の経路は細菌にもあるため、この仕組みは生物一般の戦略を反映している可能性があります。経路の扱いを変えることで、干ばつや高光度、極端な温度、塩分に強い作物開発に役立つかもしれないと研究は示唆しています。成果はProceedings of the National Academy of Sciencesに報告され、デヘシュ研究室の発見です。