理化学研究所、植物生長ホルモン「ジベレリン」の働きをブロックする新酵素を発見

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2007年01月24日

理化学研究所、植物生長ホルモン「ジベレリン」の働きをブロックする新酵素を発見

　理化学研究所は、植物生長ホルモンの「ジベレリン」の働きを特異的にブロックする新しいタイプの酵素を発見した。これは、理研植物科学研究センター（篠崎一雄センター長）促進制御研究チームの山口信次郎チームリーダー、生長制御研究チームの神谷勇治チームリーダーらと、ミシガン大学のEran Pichersky（エランピチャスキー）教授らの研究グループによる共同研究の成果だと説明する。

　ジベレリンは酸性物質で、細胞内ではおもにイオンとして存在すると考えられ、この酸性の性質はジベレリンが植物体内でホルモンとして働くために重要だと指摘。植物のなかには酸をメチル化して中性に変える酵素があるが、今までジベレリンを特異的に中性にする酵素の存在は知られていなかったという。

　今回の研究では、モデル植物であるシロイヌナズナのゲノム配列情報をもとに24のメチル転移酵素（他の化合物に対してメチル基（-CH3）を転移する酵素）遺伝子を見出し、これらの中からジベレリンと特異的に反応する2つの酵素GAMT1とGAMT2を発見したという。

　大腸菌内で作ったこれらの酵素を調べると、ジベレリンの酸をメチル化してホルモン活性をブロックしたとのこと。この酵素はシロイヌナズナの未熟種子に多く含まれている。この遺伝子を壊した植物は鞘（さや：未熟種子と果実から成る）にジベレリンが蓄積し、この酵素を植物の体中のどこでも作られるように変えた植物は草丈が小さくなったという。

　このミニ植物に含まれるジベレリンを最新の微量分析法で調べたところ、正常な植物よりもジベレリン含量がずっと低下していることが分かったと説明。これらの結果から、GAMTは酸をメチル基でブロックする新しいタイプのジベレリンの不活性化酵素で、昨年研究グループが明らかにしたイネのEUI遺伝子とは全く別の機構により生長ホルモンを不活性化することが明らかになったと指摘する。将来、この酵素を用いた新しい植物生長調節技術の開発につながることが期待されるとしている。

●図1 GAMT1を過剰に作るとミニ植物ができる
 ●図2 メチル化による「酸性」から「中性」への変換
 ●図3 ジベレリンを不活性にする仕組みの多様性

理化学研究所＝http://www.riken.go.jp/