【植物】植物の葉が表裏方向ではなく横方向に生長する仕組みを解明　基礎生物研

基礎生物学研究所(基礎生物研)は3月6日、葉が作られる初期の過程において、表と裏の間の中間領域で働く
2つの遺伝子「PRS」と「WOX1」を見出し、両遺伝子が葉の横方向への成長を引き起こしていることを明らかにした。
成果は、基礎生物学研の岡田清孝所長と中田未友希研究員らを中心とする研究グループによるもので、
詳細な研究内容は米科学専門誌「The Plant Cell」オンライン版に2月29日に掲載された。

葉は光を受けてCO2を吸収し、栄養分を作り出す光合成を効率よく行うための重要な要素だ。葉は、多くの植物で
平たい形をしている。表側と裏側に違いがあるが、これらは多くの光を集めて効率のよい光合成を行うための
大事な特徴である。

葉の元となる原基は、もともとは丸い形をしているが、成長過程で表裏方向へはあまり細胞が増えず、横方向に
増えることで伸長し、葉の平たい形ができあがる仕組みだ。

近年のシロイヌナズナなどのモデル植物を用いた分子遺伝学的な研究から、表側と裏側それぞれの性質を決める
一連の遺伝子群が、表裏の違いを生み出すだけでなく、横方向への成長にも関わることがわかってきた。しか
しながら、横方向への成長を引き起こす詳しい仕組みは未解明だったのである。

今回、研究グループは花の形を決める遺伝子として知られていた遺伝子であるPRSの、葉における役割に着目した。
そしてPRSと、PRSによく似たWOX1(両遺伝子は、共に「WUSCHEL-RELATED HOMEOBOX」と呼ばれる遺伝子ファミリー
に属し、構造的にも機能的にもよく似た転写因子をコードしている)の両方を壊して機能を失わせると、
葉の横方向への成長が阻害され、葉が細くなることを発見した(画像1・2)。


PRSとWOX1の両遺伝子の機能が失われたシロイヌナズナ(画像1)では、正常な株(画像2)に比べて葉の横方向への成長が抑制され、葉が細くなる
http://news.mynavi.jp/news/2012/03/07/025/images/001l.jpg
http://news.mynavi.jp/news/2012/03/07/025/images/002l.jpg

詳しく調べると、両遺伝子は将来的に葉の表になる領域と裏になる領域に挟まれた中間領域で働いていることが
わかった(画像3)。また、WOX1遺伝子を、葉の裏側で強制的に働かせると、本来成長が起こらない場所である
にもかかわらず成長が引き起こされることが確認されたのである(画像4)。

（本文>>2以降に続く）

▽記事引用元　マイナビニュース（2012/03/07）
http://news.mynavi.jp/news/2012/03/07/025/index.html

▽基礎生物学研究所プレスリリース
http://www.nibb.ac.jp/pressroom/news/2012/03/06.html

▽The Plant Cel
「Roles of the Middle Domain?Specific WUSCHEL-RELATED HOMEOBOX Genes in　Early Development of Leaves in Arabidopsis」
http://www.plantcell.org/content/early/2012/02/27/tpc.111.092858.abstract

（>>1続き）

画像3。葉が形成されるごく初期の段階(左図)で、将来の葉の表側になる領域(黄色)と葉の裏側になる領域(青)
の間の中間領域(ピンク)において、PRSとWOX1が働き、葉の横方向への成長を促していること(矢印)、その結果、
葉が平たい形に成長すること(右図)が明らかになった
http://news.mynavi.jp/news/2012/03/07/025/images/003l.jpg

画像4。WOX1遺伝子を葉の裏側で強制的に働かせると、矢印で示した部分で異所的な成長が起こり、
突起状の構造が形成された
http://news.mynavi.jp/news/2012/03/07/025/images/004l.jpg

これらの実験結果から、両遺伝子が表側と裏側の中間領域で働くことにより、葉の横方向への成長を引き
起こしているという仕組みが明らかになった。また、葉の形成の初期段階において、両遺伝子が
働いている表側でも裏側でもない領域は、表側とも裏側とも区別される中間領域は、新たな領域と
定義できることも判明したのである。

今回の成果により、シロイヌナズナにおいて葉が平たい形に成長するメカニズムが明らかとなった。
このメカニズムは、ほかの植物の葉においても同じように働いていると考えられ、地球上に存在するさまざまな
形の葉の成り立ちを理解する基盤となることが期待されるという。

また、園芸植物や作物などの品種改良を行う上でも、今回得られた知見は役立つと考えられると、
研究グループはコメントしている。

（本文引用ここまで）

>>3なら松葉崩し

この着眼点は好きだがレスつかないだろうなこのスレ

知り合いなので記念かきこ
おめ

>>1
最近、俺が横方向に生長してる仕組みも解明してくれよ

縦に太る奴はいないぞ

>>6
横方向に生長の意味が、脂肪のことを指すなら単なる肥満だが、

骨格が横方向に成長する場合もある。肩幅や骨盤が広くなるやつね。
それは遺伝なので個性として受け入れるしかない。

形の科学は科学の終着点とも言われているからな
まさにこれからの学問だ

コレって葉の中央に集光器官もってるオブツーサにもあてはまんの？

こういう役に立たない糞研究やってるやつもいるんだなあ！

>2つの遺伝子「PRS」と「WOX1」を見出し、両遺伝子が葉の横方向への成長を引き起こしていることを明らかにした。
縦方向を抑制してるんじゃないのかよ。
普通に分裂してたら球になるはず。

でもアラビドちゃんは食えないなあ・・・

中田未友希さんか・・・チャーミングな人だったな

>>13絶望的にまずいらしいよね

んー・・・

重いから横になっただけだよ

ヒント、暗室で常に下から指向性のあるライトで照射
上下なら宇宙船の中での無重力ではどうなるか夢にでてきちゃうぞ

>>15
やっぱりケール的な味なの？
ダイコンの葉やぺんぺん草からはそこまで絶望的な味は想像出来ないが。

オーキシンね。

>>12
縦方向を抑制するなら、これらの遺伝子は葉の上下で発現しているはず
でも実際は葉の外周に沿って発現してる

>>13
発芽後2週間くらいなら柔らかくていけそうだけど

写真見た感じではいまいちだなぁ
なぜ平べったいのかには答えてないような
葉の構造を決める本質的な遺伝子じゃなさそう

うちの嫁もよこ方向に　年齢と共に鏡餅に
これは遺伝子と重力の生せる技か

そもそも「横方向」「表裏方向」の定義が、成長する方向を横方向、
成長しない方向を表裏方向って言っているだけなんじゃないの？

そういう話じゃねーから

>>15
春の七草のナズナとは全然違うのか？

>>12
抑制で考えちゃうと図1みたいな潰したら細くなったとか4の局所的に強制発現した突起になったにはならないでしょ。
>>21
オーキシンの作用の形みたいに葉の先端方向以外はすべて抑制かかって、
この遺伝子で横方向の抑制を解除してるとかそんな制御方法なのかな？

>>13
そりゃ、アラビドプシスを食用に改良しようとする人がいないからだろう。
逆にいえば、食用に改良さえすれば、美味しくはなるんだよ。

葉牡丹食ってみ、激まずだよ。
なのにこれがキャベツと同種で簡単に交雑するほどだから笑える。

>>28
葉牡丹は観賞用に改良される中で味が…になったのだよ、
キャベツと共通の原種であるヤセイカンランの方がまだ食える味らしいし。

アラビドプシスは改良する前にちっちゃくて食い手もないし味もよくなかったからそういう目的で栽培されなかったんだろうな。

>>11
そうか？
解明されて応用されたら、様々な利便性を生み出すぞ
最初から角柱に育つ木材とか、
カットしなくても食べやすい、調理しやすい作物とか
運搬、加工、利用の際のムダが減る

>>30
そこまでいかなくても一般的な品種改良の指標として重要だろうね。

>最初から角柱に育つ木材とか、
この発想楽しいな

時々、茎が平べったくなった帯化現象を起こした雑草とかを見かける

>>1と類似の遺伝子の異常により、自己の大きさや形の範囲の制御が利かなくなってしまったという事なのだろう

>>30＞最初から角柱に育つ木材

もし出来たら凄いなあｗ
加工は多大なエネルギーを要するから、これが出来たら物凄く省資源になる

人工的に光源で包んでこの遺伝子いじるとボールになっちゃう？

>>30エロい形の野菜とかも簡単に

パイナップルなんて缶詰用に形を改良した品種があるくらいだからな
四角いアロエとかできるかもしれん
ただし遺伝子組換え

いつになるかわからないけど遺伝子組み換えなんて生易しいものではなく、
遺伝子をゼロから設計するのがあたりまえという時代になりそうだな。

>>30のはそういった近〜遠未来にならないと実現できないのでは。

>>37
>>30は>>11に対し、この研究が様々な広がりの一歩だと示すために極端な話を書いてみただけ。
すぐにできるなんて、誰も思ってないよ。

>>36
一方、四角いスイカはアクリルの箱に入れられた

>>35
オマイは驚異的なビジネスセンスの持ち主だな。

>>38
クローニング技術もあるし、包丁で切らなくてもいい白髪ネギとかは
芽ネギを栽培する要領でキッチンでも量産できるかもしれんな。

多肉植物ではこの遺伝子発現してないんだろうか?

>>42
エボデボですな
東大とかUC Davisあたりの某研究室がやるんじゃね

>>19聞いた話だからわかんないけど…
>>26ウィキさんに聞いたところ
ナズナ：学名　Capsella bursa-pastoris
A.サリアナじゃないから違うっぽいね
さらに調べたら属が違うね

>>44
そりゃちがうだろシロイヌナズナはぺんぺん言わないし…

だいたいのアブラナ科は大雑把にみてもロゼット葉は辛味のある独特の味だが
なんとかくえないこともないんだがA.thalianaは無理っていわれるな…そもそも栽培条件がやばいから食ったことないけど。