明治大学農学部 藤助教らの共同研究 植物は自分のおかれた環境を細胞レベルで記憶する 〜植物細胞における記憶の仕組みの解明に道筋〜

●明治大学農学部の藤茂雄助教（元名古屋大学大学院理学研究科）、名古屋大学トランスフォーマティブ生命分子研究所（WPI-ITbM）の 木下 俊則 教授、大学院理学研究科の 青木 沙也 大学院生（当時）、WPI-ITbMの 中道 範人 特任准教授、大学院理学研究科の 林 優紀 研究員、横浜市立大学木原生物学研究所の 辻 寛之  准教授らの研究チームは、植物の気孔が日の長さを記憶し、それに応じて気孔の開き具合を調節していることを発見しました。

●今回の発見は、植物の光合成や成長に重要な働きをする気孔が、環境情報を細胞レベルで記憶していることを示すものであり、その仕組みの解明に繋がる分子メカニズムが明らかとなりました。

●本研究成果は、英国際誌 Scientific  Reports において2019年7月22日19時（日本時間）に公開されました。

■概　要

　明治大学農学部の藤茂雄助教（元名古屋大学大学院理学研究科）、名古屋大学トランスフォーマティブ生命分子研究所（WPI-ITbM）の 木下 俊則 教授、大学院理学研究科の 青木 沙也 大学院生（当時）、WPI-ITbMの 中道 範人 特任准教授、大学院理学研究科の 林 優紀 研究員、横浜市立大学木原生物学研究所の 辻 寛之  准教授らの研究チームは、植物の気孔が日の長さを記憶し、それに応じて気孔の開き具合を調節していることを発見しました。気孔は一対の孔辺細胞により構成される植物の表皮にある穴で、太陽光に応答して開き、光合成に必要な二酸化炭素の取り込みや、水と酸素の放出など、植物体の通気口として働いています。これまでの研究により、日の長さに依存して花芽形成を誘導する因子（光周性因子）が、孔辺細胞において光による気孔開口を促進する働きを持つことが明らかとなっていました。今回研究チームは、日の短い環境で育てた植物よりも、日の長い環境で育てた植物では、光周性因子の働きにより、気孔が大きく開くこと、さらに興味深いことに、日の長い環境から日の短い環境に植物を移動しても、少なくとも１週間は気孔が大きく開く効果が持続することを発見しました。さらなる解析の結果、遺伝子の発現制御に重要な働きをもつタンパク質であるヒストンの修飾状態が日の長さと関連していることがわかりました。今回の発見は、植物の光合成や成長に重要な働きをする気孔が、環境情報を細胞レベルで記憶していることを示すものであり、その仕組みの解明に繋がる分子メカニズムが明らかとなってきました。本研究成果は、英国際誌 Scientific Reports において2019年7月22日19時（日本時間）に公開されました。

詳細につきましては明治大学公式ホームページをご参照ください。

URL：　https://www.meiji.ac.jp/koho/press/6t5h7p00001m6r7x.html

【論文情報】

掲載雑誌：Scientific Reports

論文名：“Regulation of  stomatal opening and histone modification by photoperiod in Arabidopsis  thaliana.”

（日長による気孔開口とヒストン修飾の調節）

著者：Saya Aoki*,  Shigeo Toh*, Norihito Nakamichi,  Yuki Hayashi, Yin Wang, Takamasa Suzuki, Hiroyuki Tsuji, Toshinori Kinoshita(*共筆頭著者)

DOI：https://doi.org/10.1038/s41598-019-46440-0

論文公開：2019年7月22日午後7時（日本時間）/ 2019年7月22日午前10時（英国GMT時間）