【研究成果】イネの成長を促進 ～オートファジーが要因と発見 農学研究科～

　農学研究科の石田宏幸准教授、和田慎也助教らの研究グループは、イネの効率的な窒素利用機構を解明した。真核生物に共通する「オートファジー」と呼ばれる細胞内成分の分解機構が、イネの体内で起こる窒素転流に関与することを発見したのだ。オートファジーは、細胞質の一部をまるごと液胞に取り込んで分解する大規模なタンパク質分解の仕組み。

　これまでの知見から、植物は老化した葉から新しい葉に窒素を輸送し、体内でリサイクルすることが知られていた。しかし、老化葉におけるタンパク質分解の仕組みは明らかにされていなかった。
　研究グループは、イネに先立ち実験モデル植物のシロイヌナズナを用いた研究により、老化する葉の葉緑体が、オートファジーによって小胞化され液胞で分解されることを突き止めた。今回はその研究を作物であるイネに応用し、イネの体内窒素リサイクルが成長に大きく影響することを実証した。
　通常、イネの新葉では老化葉からリサイクルされる窒素が51％を占める。このうちおよそ半分はオートファジーにより分解されたものだという。変異体ではオートファジーができないため、新葉に供給される窒素が減り、生育が全体的に低下する。イネは垂直に伸び水田に密植して栽培されるので、下にある葉は新葉の陰と被り受光効率はすぐに悪くなる。それだけにイネにとってオートファジー機能は大切だ。
　植物にとって最も重要な栄養素である窒素。効率よく利用できれば必要な肥料は少なくなり、環境負荷を抑えられる。和田助教は「他のさまざまな有用作物にもオートファジー研究を展開し、最終的に食料の多収につなげられればいい」と今後の展望を語った。