植物科学：メディエーターの破壊によりシロイヌナズナのリグニン欠失変異体での停止していた成長が回復する

リグニンはフェニルプロパノイド由来のヘテロ重合体で、植物の二次細胞壁の強度と剛性に重要な役割を果たしている。飼料作物およびバイオエネルギー作物の改良の手段として、リグニン生合成を遺伝学的に阻害する方法が提案されているが、多くの場合、成長が停止し、発生に異常が生じてしまう。しかし、その原因となる仕組みはよく分かっていない。今回我々は、シロイヌナズナ（Arabidopsis）のリグニン欠失変異体の表現型が、転写を共調節する複合体であるメディエーターに依存することを明らかにする。フェニルプロパノイド経路変異体ref8でメディエーター複合体のサブユニットMED5a（別名REF4）とMED5b（別名RFR1）を破壊すると、停止していた成長、リグニン欠失、遺伝子発現に見られた広範な変化が回復するが、グアイアシルリグニンサブユニット、およびシリンギルリグニンサブユニットの合成は回復しない。成長が回復したmed5a/5b ref8植物の細胞壁には、代わりに、ほぼp-ヒドロキシフェニルリグニンサブユニットだけからなる新規なリグニンが含まれ、その上、多糖類の糖化がかなり促進される。これらの結果から、グアイアシルリグニンサブユニットとシリンギルリグニンサブユニットがなくても正常な成長と発生にはほぼ問題がないことが明らかになり、矮化とリグニン生合成の阻害をもたらす転写過程にメディエーターが関わっていると考えられ、細胞壁の欠陥に応答する転写装置およびシグナル伝達経路が、バイオマスの難分解性を減少させる取り組みの重要な標的になる可能性が示唆される。

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