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植物の体内時計、組織ごとに異なる役割!

遠藤 求

Nature ダイジェスト Vol. 13 No. 3 | doi : 10.1038/ndigest.2016.160323

地球の生物は、地球の自転に応じた24時間周期の昼夜変化に同調して生きている。例えばヒトでは、体温、睡眠、ホルモン分泌などが24時間のリズムを刻んでいる。このような概日リズムは、脳の 視交叉上核にある体内時計が機能することで刻まれ、光や温度変化のない条件でも認められる。一方、ヒトのような中枢神経系を持たない植物にも、日長や季節に応じた花芽の形成、細胞の伸長などが見られる。京都大学生命科学研究科の遠藤求准教授らは、シロイヌナズナの体内時計を組織ごとに破壊し、維管束では日長、葉肉では温度というように情報を別々に処理していることを突き止めた。

–– 植物の概日時計に興味を持たれたきっかけは?

遠藤:博士課程では、光受容体の機能解析をしていました。植物にとって太陽光は、光合成のためのエネルギー源であるとともに、日長感知や季節変動予測をはじめ、光の強さや向き、他の植物の陰にあるかどうかなどの周囲環境を知るための情報源にもなっています。ただ、植物には私たちのような中枢神経系がないことから、「光情報は組織ごとに受容される」と漠然と考えられており、組織特異的な研究はなされていませんでした。そこで私は、どのような光がどの組織で受容されているかを、分子レベルで調べることにしました。その結果、「赤い光を感知し、日陰かどうかを判断するための光受容体(phyB)」は葉肉の細胞で、「青い光を感知し、日の長さを測るための光受容体(cry2)」は維管束でのみ機能していることを突き止めました1,2

学位取得後は、それまでの研究を生かせる他分野に進もうと考えました。熟慮の末、光受容体を起点とする情報伝達経路の下流に位置すると思われる「体内時計」の領域に飛び込みました。当時カルフォルニア大学サンディエゴ校(米国)で植物の体内時計の中でも概日時計研究を牽引していたスティーブ・ケイ博士の研究室に入ったのです。彼も光受容体の研究をしていた時期があり、私の研究をよく理解してくれました。

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Nature ダイジェスト Online edition: ISSN 2424-0702 Print edition: ISSN 2189-7778

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