ビタミンC輸送→タンパク質を特定

岡山大自然生命科学研究支援センターの宮地孝明・准教授らの研究グループは、ビタミンCを葉緑体に運ぶ特定のタンパク質を世界で初めて突き止めたと発表したビタミンCは浴びた光が強すぎる時に植物の障害を防ぐ役割を持つが、どのタンパク質が輸送しているのか明らかになっていなかった。この成果をもとに、強い光でも障害を起こしにくい植物の開発が進めば、食糧問題の解決などにつながると期待されている。【原田悠自】

  植物が強い光にさらされた時、光合成によるエネルギーが過剰になって葉緑体に蓄積し、葉が枯れるなどの光障害を引き起こす近年では地球温暖化などの影響で世界の太陽放射量も増加傾向にあり、農地の悪化や砂漠化の要因になっている

こうした障害を防ぐため、細胞小器官のミトコンドリアで作られるビタミンCが葉緑体に運ばれ、過剰な光エネルギーを熱に変えて葉緑体外に逃がす役割を持っている。だが、ビタミンCを運ぶタンパク質は細胞膜内にあるため、従来のように膜外からの測定では明らかにならなかった

そこで、宮地准教授らは、ビタミンCを輸送している可能性がある任意のタンパク質を微生物に大量に作らせ、洗剤の主成分・界面活性剤で細胞膜を溶かし、タンパク質を人工膜に組み込んだ。この人工膜に運ばれたビタミンCを測定するという独自の方法で、ビタミンCを輸送するタンパク質を突き止めた

さらに、アブラナ科の一年草「シロイヌナズナ」を使って実験。突き止めたタンパク質遺伝子を持たないシロイヌナズナは、強い光を受けた時に、通常のものより葉全体のビタミンC含量が約3割低下していた。このことなどから、突き止めたタンパク質が、葉緑体にビタミンCを取り込む必須因子であることが確認できたという

このタンパク質に類似した遺伝子は、シロイヌナズナのほかに、ポプラやトウモロコシ、イネといった植物が持っている。そのため、タンパク質の機能を増大させてより多くのビタミンCが葉緑体に送られるようになれば、強い光にも耐えられる植物に品種改良できる可能性も広がる

宮地准教授は「今後、温暖化で太陽光が強くなれば、植物が育つ場所はどんどん狭まる。光に強い植物の開発への突破口ができたと思う」と話した。

参考 毎日新聞 2015.01.07

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