広報活動

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2009年12月14日

独立行政法人 理化学研究所
独立行政法人科学技術振興機構

植物ステロイドホルモンによる葉緑体制御の司令塔「BPG2」を発見

-ケミカルバイオロジー研究で、ブラシノステロイドのシグナリング機構を解明-

野生型とbpg2変異体の表現型と電子顕微鏡写真

男性の筋肉増強や女性の妊娠維持など、動物の体の形作りに欠かせないホルモンの一種にステロイドホルモンがあります。このステロイドホルモンは、植物にも存在し、ブラシノステロイドと呼ばれています。その機能は、増加すると茎を長くしたり葉を大きくし、減少すると光合成で重要な役割を担う葉緑体を活性化させることが分かってきました。既に、理研の研究グループは、このブラシノステロイドの生合成を弱める阻害剤「Brz(ブラシナゾール)」を開発して、植物体の大きさを制御したり、暗いところでも葉緑体を発達させることなどにも成功しています。

基幹研究所中野植物化学生物学研究ユニットは科学技術振興機構らの研究グループと協力し、この阻害剤を使ってシロイヌナズナの葉緑体を過剰に発達させ、光合成においてCO2を吸収・固定する反応の酵素となるタンパク質量を、通常の150%に増加させることに成功しました。

さらに、葉緑体活性化のメカニズムの解明のために、ケミカルバイオロジーという研究手法を駆使し、シロイヌナズナの変異体の種子8,000種の中から、阻害剤存在下でも双葉の緑色が薄い変異体を探索しました。その結果、葉緑体の活性を調整する遺伝子「BPG2」を見つけ、この遺伝子が、ブラシノステロイドの刺激に直接応答し、葉緑体制御の司令塔役として機能することを突き止めました。実際にこの遺伝子を破壊すると、葉緑体の中のリボゾームRNAに異常が生じ、その結果、多種類のタンパク質が激減したり、葉緑体の内部構造の異常が起こることを確認しました。

このBPG2を制御して葉緑体を活性化すれば、地球温暖化対策として期待されるCO2削減や低炭素社会の実現を可能とすると期待されます。

理化学研究所
基幹研究所 中野植物化学生物学研究ユニット
ユニットリーダー 中野 雄司(なかの たけし)
Tel: 048-467-9043 / Fax: 048-467-4389