百年の眠り 眠れる森の美女の教え～新しい細胞膜貫通型糖タンパク質を発見、植物の成長を操る新技術開発に期待～
【ポイント】
- 「眠れる森の美女」と名付けた新しい糖タンパク質の発見に成功。
- 眠れる森の美女は細胞壁の性質を制御し、植物の成長や形づくりを調整していることを解明。
- 植物の細胞運命や成長を制御する新しい植物育成技術の開発や進展に期待。
【概要】
北海道大学大学院理学研究院の藤田知道教授、同大学院生命科学院博士後期課程のシン プレルナ氏、レン ジュンリン氏、埼玉大学大学院理工学研究科の小竹敬久教授らと共同で、コケ植物の細胞壁に存在する「眠れる森の美女（SB、Sleeping Beauty）」と名付けた新しい細胞膜貫通型糖タンパク質の発見に成功しました。
植物は外界の変化を常に感じながら成長や形作りを行なっています。その結果、手や足など厳密に組織や器官の数が決められている動物とは異なり、同じ種類でも環境に応じて葉や枝の数がさまざまに異なる柔軟な形づくりをしています。こうした植物特有の成長や形づくりの制御メカニズムはまだ多くの点でよく分かっていません。
研究グループは、コケ植物を用いその成長や形づくりに重要なタンパク質を探索し、細胞膜を貫通して存在する新しい糖タンパク質の同定に成功しました。この糖タンパク質は顕著な細胞休眠効果を持っていたため、「眠れる森の美女」と名付けられ、働きを詳しく調べたところ、細胞表面から細胞内に存在するオーキシン情報伝達に関わるARFC2と呼ばれる転写因子にシグナルを伝え、さらに細胞壁の性質を調整する酵素の働きを制御することが分かりました。
また、この糖タンパク質の量や働きの変化に応じて細胞壁の性質が変化し、ひいては細胞の性質が変化し、コケ植物の茎葉体と呼ばれる新しい組織の成長が制御されることが分かりました。このように細胞膜上で機能する糖タンパク質は、一旦細胞表面からのシグナルを細胞内に伝えることで、再び細胞壁の性質を変え、植物の成長や形作りを制御しているという新しい仕組みが明らかになりました。
人類の永続的な発展のためには植物との共存は欠かせません。このように本研究成果は、植物の細胞運命や成長を制御する新しい成長制御技術の開発や進展に貢献できるものと期待されます。
なお、本研究成果は、2022年12月14日（水）公開のDevelopment誌に掲載されました。
論文名：Surface-localised glycoproteins act through class C ARFs to fine-tune gametophore initiation in Physcomitrium patens（細胞表面に局在する糖タンパク質はARF Cタンパク質の働きを介してヒメツリガネゴケの茎葉体の形成を制御する）
URL：https://doi.org/10.1242/dev.200370
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