Letter 植物：内部および外界の合図の一致により説明される周期的成長 2007年7月19日 Nature 448, 7151 doi: 10.1038/nature05946 大部分の生物は概日振動体を使って、日の出や日没のような定期的に起こる毎日の環境変化と増殖などの生理、成長過程を協調させている。このような調整が重要なことは、概日リズムの機能障害が細菌や植物で適応度を低下させ、ヒトでは睡眠障害や精神的障害をもたらすという研究によりはっきり示されている。植物細胞の成長には、日周性の環境変化に従って振動する因子であるエネルギーと水分を必要とする。実際、茎の成長を制御する2つの重要な因子は、内部の概日振動体と外界の光のレベルである。ところが、ほとんどの概日性変動の研究は恒常的状態で行われており、体内時計と環境の日周変動間の相互作用機序の検討は除外されている。日周的変動の起こる環境で行った研究では茎は複雑な成長パターンを示すが、その機序は明らかにされていない。今回我々は、日周性の光環境におけるシロイヌナズナ幼植物の成長段階が、恒常的光環境における成長に比べて8から12時間ずれることを示し、この環境応答の原因となる機序を明らかにする。体内時計は2つの塩基性ヘリックス・ループ・ヘリックスタンパク質の遺伝子であるphytochrome-interacting factor 4（PIF4）とPIF5の転写レベルを調節し、一方、光はこれらのタンパク質の量を調節することがわかった。これらの遺伝子は正の成長制御因子として機能し、体内時計がもたらす高い転写レベルと暗所で起こるタンパク質の蓄積が一致することにより、夜の終わりに植物の成長が促進される。したがって、これらの2つの遺伝子が体内時計と光シグナル伝達を統合し、それらの協調した調節により日周成長リズムが生み出される。この相互作用は、内因性シグナルと環境シグナルがどのように協調して他の過程を調節するのかを理解するための典型例となる。 Full Text PDF 目次へ戻る
