名大,植物の大きさや開花の時期などを調節するホルモンのフィードバック調節に関わるメカニズムを発見

名古屋大学の研究グループは,植物の大きさや開花の時期などを調節している重要な植 物ホルモンである ジベレリン(GA)のシグナル伝達において,フィードバック調節に関わるメカニズムを発見した。明らかになったメカニズムは GA シグナルの恒常性の維持に重要であり,このメカニズムによって植物は,環境に適応して,植物の大きさや開花の時期などを適切に調整していると考えられる(プレスリリース)。

ジベレリンが働くと植物は背が高くなり,働かないと背が低くなる。ジベレリンが植物に働きかける場合,DELLA タンパク質と呼ばれる GA 応答を抑制している重要なタンパク質を分解することで,下流の遺伝子の発現を調節し,GA 応答を起こすことが知られている。

一方で,この DELLA タンパク質はGA シグナルの促進因子(GA 合成酵素や調節因子)として働く遺伝子の発現を ON にしてフィードバック調節を行なうという,もう1 つの重要な機能を持っている。これによって植物は大きくなりすぎたり小さくなりすぎたりしないように,適切に GA のシグナル伝達を調節していると考えられている。

今回のポイントは,この DELLA によるフィードバック調節の詳細を明らかにしたこと。不思議なことに DELLA は遺伝子の発現を調節するにも関わらず,DNA とは直接結合できず,その結合を仲介する転写因子が必要であると予想されていた。

今回の研究では,分子生物学的手法を用いてこの仲介転写因子として IDD タンパク質を見出した。さらに GA シグナルの促進因子の 1 つである SCL3 タンパク質についても研究を進め,SCL3 も IDD と結合すること,そして DELLA と IDD による遺伝子発現調節を阻害することがわかった。

以上の結果より,GA のフィードバック調節は DELLA だけでなく IDD 及び SCL3 も絡んだ複雑なメカニズムによって行なわれていることが明らかとなった。