本学バイオサイエンス研究科 植物形態ダイナミクス研究室の打田直行助教と田坂昌生教授は、米国ワシントン大学の鳥居啓子教授（科学技術振興機構さきがけ「生命システムの動作原理と技 術基盤」の研究員とハワードヒューズ医学研究所の研究員を兼任）、Jin Suk Lee博士、Robin J. Horst博士らとの共同研究によって、植物が自身の背丈のサイズを生育環境に合わせて特異的にコントロールする際に、その引き金となる物質と分子スイッ チを発見しました。分子スイッチは、植物体内にある特定の生理活性物質を認識して背丈のサイズの情報を発信する受容体です。この発見により、植物の形の多 様性や環境の変化に対応して生き残る戦略など謎の仕組みが解明されます。さらに、植物の背丈を低くして倒れにくくするなど、自在にサイズを伸縮させて作物 の生産性を飛躍的に向上することが可能になると考えられます。

植物の背丈のコントロールは、それぞれの植物種が各々に固有の形を作りだす 上でも重要なポイントです。また、周りの環境の変化に適応して生存するためにも、植物は自身の背丈を環境に合わせて柔軟に変化させます。したがって、この 背丈のコントロールの仕組みを解明することは、植物の形の多様さと植物の生存戦略を理解する上でも非常に重要です。

今回の研究では、植物 が自身の背丈を特異的にコントロールする際に利用する生理活性物質であるリガンドと、それと結合して認識する受容体の組み合わせを発見することに成功しま した。受容体とは細胞の表面に存在するスイッチのようなもので、そのスイッチを押すのがリガンドと呼ばれる生理活性物質です。

この発見を 受けて、今後は、このリガンドと受容体の結合を阻害する化合物やそのリガンドの代わりをする化合物などの探索を行うことで、植物の背丈を自在に人為的にコ ントロールする技術の開発が可能になると考えられます。たとえば、作物個体の生産能力を変化させずに背丈だけを低くする技術が確立すれば、作物が倒れにく くなって栽培の手間が省けるとともに、植物体がかさ張らないために一定面積に密度高く栽培できます。このように作物の生産性の飛躍的向上につながる研究が 期待できます。

以上の成果は平成２４年４月２日（月）付けの「米国科学アカデミー紀要」のオンライン速報版に掲載されました。

植物の背丈をコントロールするスイッチを発見！