広報活動

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2011年5月11日

独立行政法人 理化学研究所

植物ステロイドホルモン受容体のリサイクル機構を発見

-ブラシノステロイド受容体の量的調節機構の解明-

光のもとで育てたブラシノステロイドの突然変異体

植物ホルモンの1つである「ブラシノステロイド」は、植物の茎の生長や葉の大きさの制御など、植物の生長と分化を調節する働きで知られています。このホルモンを合成することができなかったり、合成できても受容できない突然変異体は、野生型に比べ茎や葉が極端に矮(わい)化し、場合によっては種もできなくなります。

これまでの研究で、このブラシノステロイドの受容体BRI1が、細胞膜に存在するロイシンリッチリピート(アミノ酸のロイシン割合が多いアミノ酸の配列)を持つ膜貫通型のセリン/トレオニンキナーゼ型の受容体で、細胞膜と細胞内との間を循環することが明らかとなっていました。しかし、細胞内でこの受容体BRI1の量がどのように調節されているのかは不明なままでした。膜貫通型のセリン/トレオニンキナーゼ型の受容体はヒトの病気とも関連しており、この受容体の調節機能の解明は、生命現象を理解する上で重要な手がかりをもたらすと注目されていました。

植物科学研究センターの神谷勇治グループデイレクターらは、 bri1突然変異体から矮性が回復する復帰突然変異体を探索し、その原因遺伝子SBI1を同定しました。SBI1遺伝子のポジショナルクローニングを行ったところ、この遺伝子がタンパク質脱リン酸化酵素2A(PP2A)をメチル化するロイシンカルボキシルメチル転移酵素をコードすることを見いだしました。SBI1タンパク質にメチル化されたPP2Aは、ブラシノステロイドが結合した活性型BRI1を脱リン酸化すると同時に、タンパク質分解酵素による分解へと導くことが明らかになりました。その一方で、ブラシノステロイドが結合していない不活性型BRI1は、分解されずに再び細胞膜に運ばれて受容体として再利用されていました。これは、ブラシノステロイドの量に応じたBRIの量的な調節機構を初めて発見した成果で、植物、動物の生命現象に新たな知見をもたらすと期待されます。

理化学研究所
植物科学研究センター 生長制御研究グループ
グループディレクター 神谷 勇治(かみや ゆうじ)
Tel: 045-503-9661 / Fax: 045-503-9662