研究者らは植物がDELLAタンパク質を制御する仕組みを発見した。

インド科学研究所（IISc）生化学科の研究者らは、コケ類（コケ類や苔類を含むグループ）などの原始的な陸上植物の成長を制御する、長年探し求められていたメカニズムを発見した。このメカニズムは、後の顕花植物にも保持されていた。
ネイチャー・ケミカル・バイオロジー誌に掲載されたこの研究は、胚植物（陸上植物）の細胞分裂を抑制するマスター成長調節因子であるDELLAタンパク質の非標準的な調節に焦点を当てたものだ。
興味深いことに、約5億年前に陸上に出現した最初の植物であるコケ類は、植物ホルモンGAを産生しているにもかかわらず、GID1受容体を欠いています。このことから、これらの初期の陸上植物の成長と発達がどのように制御されていたのかという疑問が生じます。
研究者らは、モデルシステムとしてゼニゴケMarchantia polymorphaを使用し、これらの原始的な植物が細胞メッセンジャーであるイノシトールピロリン酸（InsP₈）を生成する特殊な酵素MpVIHを使用して、ジベレリン酸を必要とせずにDELLAを分解できることを発見しました。
研究者らは、DELLAがVIHキナーゼの細胞標的の一つであることを発見しました。さらに、MpVIHを欠損した植物は、DELLAを過剰発現するM. polymorphaの表現型を模倣することを観察しました。
「この時点で、MpVIH欠損植物においてDELLAの安定性や活性が上昇するかどうかを解明することに興奮していました」と、Lahey研究グループの大学院生で筆頭著者のPriyanshi Rana氏は述べています。仮説と一致して、研究者たちはDELLAを阻害することで、MpVIH変異植物の成長と発達の欠陥表現型が著しく回復することを発見しました。これらの結果は、VIHキナーゼがDELLAを負に制御することで、植物の成長と発達を促進していることを示唆しています。
DELLAタンパク質の研究は、緑の革命にまで遡ります。当時、科学者たちはその潜在能力を知らず知らずのうちに活用し、高収量半矮性品種を開発していました。当時、その詳細な作用機序は不明でしたが、現代の技術により、科学者は遺伝子工学を通じてこれらのタンパク質の機能を操作し、作物の収量を効果的に向上させることが可能になりました。
初期の陸上植物を研究することで、過去5億年間の進化に関する知見も得られます。例えば、現代の顕花植物はジベレリン酸依存的なメカニズムによってDELLAタンパク質を不安定化させますが、InsP₈結合部位は保存されています。これらの知見は、細胞シグナル伝達経路の進化に関する洞察を時間経過とともに提供します。
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