植物科学：亜鉛は転写因子の繊維化を介して窒素固定の制御に関わる

植物は、代謝や遺伝子発現を調整することによって、変動する環境条件に適応し、適応度を維持している。マメ科植物では、土壌からの窒素獲得と根粒中の相利共生細菌による窒素固定のバランスを取ることで窒素恒常性が維持されている。今回我々は、植物の必須微量栄養素である亜鉛が、環境変化を根粒内での転写因子による代謝活性制御に結び付ける、細胞内セカンドメッセンジャーとして働いていることを示す。我々は、新たな転写調節因子FIXATION UNDER NITRATE（FUN）を突き止めた。FUNはセンサーとして働き、その亜鉛が不活性な巨大繊維構造と活性な転写調節因子構造の間の移行を制御している。土壌中の硝酸塩濃度の上昇に応答して根粒中の亜鉛濃度が低くなると、繊維が解離してFUNが活性化されることが分かった。続いて、FUNは複数の経路を直接の標的として根粒の分解を開始させる。このように、亜鉛に依存した繊維化機構が濃度の読み取りを行って、根粒の機能を環境中の窒素状況に適応させている。さらに広い視野で見ると、今回の結果は、環境からのシグナルを植物の発生に組み込む上で金属イオンが果たす役割の解明や、マメ科作物での固定窒素の供給を最適化する上で重要な意味を持つ。

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