国立大学法人東海国立大学機構 名古屋大学大学院理学研究科生命理学専攻の 松林 嘉克 教授と大久保 祐里 大学院生、トランスフォーマティブ生命分子研究所の 桑田 啓子 特任講師らの研究グループは、植物の根の窒素栄養吸収に関わる窒素（硝酸イオン）輸送体の活性をオンにする酵素タンパク質を発見しました。窒素は植物の成長に最も重要な栄養素のひとつです。植物は、土壌窒素栄養条件や植物体自身の窒素需要に応じて、根にある硝酸イオン輸送体注１）NRT2.1の活性をオン/オフすることで、窒素吸収量を調節していますが、どんな分子が輸送体のスイッチをオンにしているのかは分かっていませんでした。今回発見された酵素タンパク質は、植物がより多くの窒素を必要とする際につくられ、非活性型の硝酸イオン輸送体に付加されたブレーキ役のリン酸基を外すことで、活性をオンにする働きをする役割を担っています。この酵素をつくれない植物は窒素吸収がうまくできずに、葉が小さくなるなど正常に生育できないことが明らかとなりました。逆にこの酵素を通常よりも多くつくらせた植物では、窒素の吸収能力が高まることも示されました。
これらの結果は、刻々と変動する土壌窒素栄養環境への植物の適応のしくみを理解する上で重要な手がかりとなり、今後の農業分野への応用も期待されます。この成果は、2021年3月8日付（日本時間3月9日午前1時）英国科学誌「Nature Plants」オンライン速報版で発表されました。
本研究は、平成30年度採択科研費（基盤研究S：ペプチドシグナルを介した植物成長の分子機構）および令和2年度採択科研費（学術変革研究A：長距離シグナリングを介した不均一環境変動への適応機構）の支援のもとで行われたものです。
・植物は、環境条件や自身の窒素需要に応じて、根の硝酸イオン輸送体の活性をオン/オフすることで、窒素吸収量を調節している。
・今回の研究では、硝酸イオン輸送体の活性をオンにする酵素タンパク質を発見した。
・この酵素タンパク質を通常よりも多くつくらせた植物では、窒素の吸収能力が高まるため、今後の農業分野への応用が期待できる。
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注１）硝酸イオン輸送体：主に根の細胞の表面にあるタンパク質で、細胞外から硝酸イオンを取り込む機能をもつ。
掲載紙： Nature Plants
論文タイトル： A type 2C protein phosphatase activates high-affinity nitrate uptake by dephosphorylating NRT2.1
著者：Yuri Ohkubo, Keiko Kuwata and Yoshikatsu Matsubayashi
ＤＯＩ：10.1038/s41477-021-00870-9
