遺伝子発現の変化が光合成を進化させた
ソルガム（Sorghum bicolor）畑
高温・乾燥に強いC4植物のソルガムは、C3植物のイネより効率良く光合成を行う。イネやコムギなどのC3植物にC4植物の光合成方式を導入できれば、温暖化が進む昨今の世界の食糧問題に対応できるかもしれない。 Credit: SandraMatic/iStock/Getty
太陽からのエネルギーと大気中の二酸化炭素（CO2）を利用して炭水化物を生成する光合成は、一群の生化学反応として地球上で最も影響力のあるものかもしれない。ヒトをはじめとするほぼ全ての生物は、光合成産物をエネルギー源としている。しかし、光合成の中心となる酵素は、高温の乾燥した気候では非生産的な反応を進めることがあり、それは地球温暖化が進む昨今の作物栽培にとって問題となる。このほど、ソーク生物学研究所（米国カリフォルニア州ラホヤ）のJoseph Swiftおよびケンブリッジ大学（英国）のLeonie H. Luginbuehlらにより、イネ（Oryza sativa）とソルガム（Sorghum bicolor）の葉において、光合成関連の遺伝子がどこで働き、どこで働いていないかを示す包括的なマップが作製された。ソルガムはモロコシとも呼ばれるイネ科の植物だが、イネとは異なる方式の光合成を利用することによって非効率性の問題を回避している。SwiftとLuginbuehlらは、そのマップの差異から、ソルガムの効率の高い代替的な光合成方式をイネに導入するのに役立ち得るコードを読み解き、Nature 2024年12月5日号143ページ1に発表した。
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翻訳：小林盛方
原文
Evolutionary innovation hints at ways to engineer efficient photosynthesis in crops- Nature (2024-11-20) | DOI: 10.1038/d41586-024-03553-5
- Monalisha Rath & Dominique Bergmann
- 共にスタンフォード大学およびハワード・ヒューズ医学研究所（いずれも米国）に所属
参考文献
- Swift, J. et al. Nature 636, 143–150 (2024).
- Sage, R. F. New Phytol. 161, 341–370 (2004).
- Mendieta, J. P. et al. Proc. Natl Acad. Sci. USA 121, e2402781121 (2024).
- 4 Borowsky, A. T. & Bailey-Serres, J. Nature Genet. 56, 1574–1582 (2024).
- Liu, P. et al. Nature 631, 593–600 (2024).