【研究成果】植物サーモスペルミン分解酵素を同定 ～植物の生長を支配か～

 　本学大学院生命科学研究科の草野友延教授、金東煜学振特別研究員らがシロイヌナズナについての研究から、ポリアミン酸化酵素５が本種の栄養成長期におけるサーモスペルミンの分解に特異的に関与することを明らかにした。植物のライフサイクルは葉や茎を成長させる「栄養成長」と呼ばれる段階と花実をつける「生殖成長」という二段階に分けることができるが、この酵素が失われると栄養成長から生殖成長への移行が著しく遅れることも判明した。




　全ての生物は生理物質としてポリアミンを含んでいる。その中でも２００７年に植物に含まれることが発見されたサーモスペルミンというポリアミンについては、これを合成する酵素を持たない株では茎の伸長が著しく遅くなることがこれまでの研究で分かっていた。

　今回、草野教授らはサーモスペルミンを分解するポリアミン酸化酵素について研究した。その結果、５つあるシロイヌナズナのポリアミン酸化酵素のうち、ポリアミン酸化酵素５が特異的に栄養成長期におけるサーモスペルミン分解に関与していることを示した。また、これを欠損した株を育成すると茎が伸びないまま葉が多く茂るという結果になった。これにより、サーモスペルミンが分解されず過剰に植物体内に存在した場合は、野生株にくらべて生殖成長への移行が著しく遅くなることが分かった。

　今回の結果とこれまでの研究を合わせて考えると、植物体内のサーモスペルミン濃度が低すぎると茎の伸長阻害がおき、一方高すぎると生殖成長への移行が遅れる、つまり正常な成長のためにはサーモスペルミンの合成と分解とが厳密にコントロールされる必要があることが示された。しかし、なぜサーモスペルミンの高い濃度が生殖成長への移行を阻害するのかはわかっておらず、今後の研究課題である。