도쿄공업대학 바이오연구기반지원 종합센터 지구생명연구소인 마스다 신지준 교수 등의 연구그룹은 엽록체가 식물의 성장·영양 응답을 제어하는 ​​새로운 구조를 발견했습니다.

 박테리아는 긴축 반응이라고 불리는 유전자 발현이나 대사 관련 효소군의 활성을 조절하는 환경 반응 기구가 보편적으로 존재하는 것으로 알려져 있습니다.또 최근의 게놈 해석에 의해, 긴축 반응에 관여하는 유전자는, 식물이나 동물이라고 하는 진핵생물(핵을 가지는 세포로 이루어진 생물)의 게놈에 보존되고 있는 것을 알고 왔습니다.그러나 진핵생물에서 긴축 반응의 기능에 대해서는 밝혀지지 않았다.

 이 연구에서는 모델 식물 애기 장대를 사용하여 식물의 긴축 반응을 조사했습니다.그 결과, 긴축 반응을 담당하는 단백질은 모두 엽록체에서 일하고 있는 것으로 나타났습니다.이들 유전자는 엽록체의 조상인 시아노박테리아의 유전자와 유사하기 때문에, 엽록체가 시아노박테리아의 세포내 공생에 의해 탄생했을 때 식물 세포에 초래된 것으로 생각된다.

 또한 긴축 반응을 과잉으로 일으키는 재조합 식물체를 만들었는데, 통상 조건 하에서 야생형의 약 1.5배의 크기로 성장하여 엽록체의 유전자 발현이나 대사산물량이 감소, 엽록체 의 크기도 작아지는 것이 확인되었습니다.최근의 연구에서, 엽록체로 만들어지는 전분이나 아미노산 등의 대사물이 적은 식물체는 개체의 크기가 큰 경향에 있는 것이 보고되고 있기 때문에, 식물에 있어서의 긴축 반응에서는, 엽록체의 유전자 발현이나 대사 등을 조절함으로써 식물의 성장을 통괄적으로 컨트롤하고 있는 것으로 생각됩니다.

이 제어기구의 해명이 진행되어, 빈영양 조건하에 강한 식물의 개발로 이어질 것으로 기대되고 있습니다.

 

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