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東京家政学院大学現代生活学部の石綱史子准教授と東京大学大学院の藤井壮太准教授らの研究グループは、植物の花粉が休眠状態から急速に活性化するメカニズムを解明しました。研究により、真核生物に共通する巨大リン脂質チャンネルタンパク質VPS13が、花粉の発芽を促進する重要な役割を果たしていることが明らかになりました。この成果は、植物生殖の制御や環境変動下での安定的な受精技術の発展に寄与することが期待されています。
尚、本件に関する論文が令和6年（2024年）12月2日（月）に、植物科学の広範な領域にわたる質の高い独創的な研究に焦点を当てた国際的な主要ジャーナルであるニュー・フィトロジスト（New Phytologist）に掲載されました。
発表のポイント
◆花粉は植物の作り出すユニークな細胞で、雄しべでつくられて成熟した後は休眠している一方で、雌しべについた後は急速に成長して受精に向かって競争する、という動静相反する性質を併せ持っています。しかし、なぜブレーキ状態から急速に加速できるのか、という疑問はほとんど解明されてきませんでした。
◆この研究では、あらゆる真核生物で保存されている巨大リン脂質チャンネルタンパク質VPS13の一種を植物が応用して、花粉の急速な目覚めを可能にしていることを明らかにしました。VPS13は花粉が休眠状態から活性化するために必要で、さらにカルシウムシグナル伝達を受けて細胞分泌系を花粉細胞内で正しく局在させることで発芽へと導くことが示唆されました。
◆本研究成果は、植物生殖の制御や環境変動下での安定的な受精を可能にする技術に繋がることが期待されます。
概 要
東京大学大学院農学生命科学研究科のSurachat Tangpranomkorn特任研究員（当時）、藤井壮太准教授（兼任サントリーSunRiSE研究者）、高山誠司東京大学名誉教授と、東京家政学院大学現代生活学部の石綱史子准教授、中部大学応用生物学部の鈴木孝征教授による研究グループは、植物の花粉発芽の鍵となる分子を明らかにしました。
本研究ではホタルルシフェラーゼ（注1）を応用しラボ独自に開発した花粉活性検出システム（図1左）を用いることで、花粉の機能に必要なVPS13aタンパク質を同定しました。植物では初めてVPS13分子種の詳細な機能が明らかになり、この研究成果は今後植物の生殖制御に役立つことが期待されます。
*注1）ホタルルシフェラーゼ
ホタル体内で化学発光を触媒する酸化還元酵素。他の生物に遺伝子組換えを用いて導入することで、in vivo実験においてレポーター遺伝子として利用できる。
論文情報
雑誌名：New Phytologist
題 名：A land plant specific VPS13 mediates polarized vesicle trafficking in germinating pollen
著者名： Surachat Tangpranomkorn, Yuka Kimura, Motoko Igarashi, Fumiko Ishizuna, Yoshinobu Kato, Takamasa Suzuki, Takuya Nagae, Sota Fujii*, Seiji Takayama*
DOI: 10.1111/nph.20277
URL:
https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.20277
About New Phytologist
New Phytologist is a leading international journal focusing on high quality, original research across the broad spectrum of plant sciences, from intracellular processes through to global environmental change. The journal is owned by the New Phytologist Foundation, a not-for-profit organisation dedicated to the promotion of plant science.
https://www.newphytologist.org/
発表者・研究者等情報
東京大学 大学院農学生命科学研究科 Surachat Tangpranomkorn 特任研究員(当時)
木村 友香 特任研究員
加藤 義宣 助教 <JSTさきがけ研究者>
長江 拓也 東京大学特別研究員/日本学術振興会特別研究
藤井 壮太 准教授 <サントリーSunRiSEフェロー>
高山 誠司 東京大学名誉教授
東京家政学院大学 現代生活学部 石綱 史子 准教授
奈良先端科学技術大学院大学 バイオサイエンス研究科 五十嵐 元子 特任研究員(当時)
中部大学 応用生物学部 鈴木 孝征 教授
▼本件に関する問い合わせ先
総務部総務室
広報担当
住所：〒102-8341 東京都千代田区三番町22番地
TEL：03-3262-2270
FAX：03-3262-2271
メール：soumu-kikaku@kasei-gakuin.ac.jp
【リリース発信元】 大学プレスセンター
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