活性酸素による植物の形態形成メカニズムを解明した東京理科大学の新研究

植物の秩序だった形を作る活性酸素の役割

近年、活性酸素種（ROS）が植物において重要なシグナル伝達分子であることが明らかになっています。東京理科大学の研究グループは、特に苔類のゼニゴケを用いた研究により、ROSが植物の発生において細胞分裂・形態形成に果たす重要な役割を解明しました。この研究成果は、植物がどのように形を作り出すのかについての理解を深めるものです。

研究の背景

植物の発生や形態形成に関する研究は長い歴史を持っていますが、活性酸素種がどのように関与しているのかについては未解明な部分が多く残されていました。特に、細胞に対して有害な影響を持つ一方で、シグナル伝達において重要な役割を果たすROSは、これまでは単なる代謝の副産物とみなされがちでした。このような背景の中、研究グループは遺伝的冗長性の低いゼニゴケに注目しました。

研究の目的と方法

本研究では、苔類ゼニゴケが持つ2種類のRBOH遺伝子に着目し、それぞれを同時に欠損させた二重変異体を作製しました。この変異体において、平常時の状態と比較してどのような発生異常が見られるのかを詳細に調査しました。これにより、RBOH由来のROSが細胞分裂・増殖、細胞外構造の維持、細胞分化を協調的に制御していることを明らかにしました。

研究の結果

二重変異体の解析の結果、発生初期段階から正常な形態形成が阻害され、細胞は無秩序に増殖する塊状に変化しました。これにより、RBOH由来のROSが植物の正常な形態形成に不可欠であることが示されました。この発見は、ROSが植物が秩序だった形を作り出すために重要な統合的制御因子であることを裏付けます。

更なる解析

また、単一変異体の調査や薬理学的阻害を通じて、RBOH由来のROSが社員の分裂組織で重要な役割を果たしていることがわかりました。細胞の形状や配置に異常が生じることから、ROSが「成長の速度」と「形の形成」の両方に関与することが示唆されます。このように、ROSは植物が秩序ある立体構造を形成するための制御システムの一部であることが明らかになりました。