広報活動

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2009年9月1日

独立行政法人 理化学研究所

植物細胞の大きさを調節する新たな遺伝子「GTL1」を発見

-植物バイオマスの増加などの研究、実用化の進展に貢献-

GTL1は細胞生長を抑制する働きを持つ。変異体では細胞生長が抑制されないため、野生型よりも大きなトライコームが形成

秋は里芋やコスモスのシーズンです。これら高等植物の花や葉、根などの器官は多数の細胞で成り立っています。糧となる根、美しさを楽しませてくれる花などは、1つ1つの細胞が大きくなったり、数を増やして生長します。このとき、植物の細胞は、通常数倍から数十倍、分泌細胞などの特殊な細胞では数百倍から数千倍までにもなります。この現象は核相の倍化と呼ばれ、細胞内のDNA量が増えることと関係しているとされています。

これまでに、生長を促進する遺伝子も多数単離され、その機能の理解も進んできました。しかし、生長を抑制する遺伝子の発見は未だになく、その機能もナゾのままでした。

植物科学研究センターの細胞機能研究ユニットは、同植物ゲノム機能研究グループらと協力、植物の細胞成長を抑制する新しい遺伝子GTL1GT2-LIKE1)を発見し、転写因子GTL1の量を減少させて、植物の細胞を2倍以上大きく成長させることに成功しました。植物ゲノム機能研究グループが開発したFOXハンティングシステムを活用し、モデル植物であるシロイヌナズナのさまざまな突然変異体を作り、葉や茎の表面に形成するトライコーム(毛状突起体)細胞を調べました。その結果、植物に特異的な遺伝子GTL1が欠損しているgtl1変異体で、トライコームが野生型植物よりも2倍以上大きく生長していることが分かりました。さらに、 GTL1遺伝子に蛍光タンパク質を結合した人工遺伝子を作製、植物体のどこで、いつこの遺伝子が働くのかを調べたところ、トライコームの生長過程の最終段階で機能していることを突き止めました。

トライコームは、害虫や病気などから植物体を守る働きや、アスピリンなどの有用二次代謝物を生産することが知られています。植物の細胞生長を積極的に抑制する制御機能を持った因子「GTL1」の発見により、有用作物などの大きさを変えたり、収穫量を増加させることが可能になると期待できます。

理化学研究所
植物科学研究センター 細胞機能研究ユニット
ユニットリーダー 杉本 慶子(すぎもと けいこ)
Tel: 045-503-9575 / Fax: 045-503-9591