宇都宮大学大学院地域創生科学研究科博士後期課程3年の野口穂さんとバイオサイエンス教育研究センターの児玉豊教授らの研究グループは、名古屋大学大学院理学研究科の松林嘉克教授および野田沙希技術補佐員と共同で、植物の青色光受容体^（注1）フォトトロピン（phot）が光と温度に応じて2つの自己リン酸化^（注2）様式を切り換え、植物にとって過酷な環境に対して迅速に応答する仕組みを解明しました。本成果は2024年12月3日付で英国科学誌The Plant Journalに掲載されました。

【ポイント】

●　植物は、光合成を行う葉緑体を細胞内で移動させることで、光を効率よく集めると同時に、強光によるダメージから守ります。
●　この葉緑体の移動は、青色光や温度変化を感知するタンパク質「フォトトロピン」によって制御されています。
●　通常の光環境では、各フォトトロピンが独立して自己リン酸化（自身にリン酸基を付加する反応）を行いますが、強光などの過酷な環境では、フォトトロピン同士が協調して互いにリン酸化し合うことを発見しました。
●　フォトトロピンのリン酸化様式の切り換えは、植物が光環境の変化を感知し、迅速に応答するための重要な仕組みであることが示唆されました。

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【用語説明】

（注１）青色光受容体：
青色光受容体は青色光（太陽光や蛍光灯の光などに含まれ、波長が450 nm前後）を受け取るタンパク質。植物はphotを含む複数の青色光受容体によって光の波長（色）、強さ、方向などを感知する。
（注２）リン酸化：
タンパク質を構成するアミノ酸の中で、セリン、スレオニン、チロシンを標的とした可逆的な翻訳後修飾の一つ。リン酸化は多くのタンパク質の機能を調節することが知られている。タンパク質をリン酸化する酵素のことをキナーゼタンパク質と呼び、キナーゼタンパク質が自分自身をリン酸化する現象を自己リン酸化と呼ぶ。

【論文情報】

論文名：Phototropin switches between cis - and trans-autophosphorylation in light-induced chloroplast relocation in Marchantia polymorpha
（ゼニゴケのフォトトロピンは葉緑体定位運動を制御するためにシス自己リン酸化とトランス自己リン酸化を切り換える）
著者：Minoru Noguchi, Saki Noda, Yoshikatsu Matsubayashi, and Yutaka Kodama*
掲載誌：The Plant Journal
URL：http://doi.org/10.1111/tpj.17183

【研究代表者】

大学院理学研究科　松林 嘉克　教授
http://www.bio.nagoya-u.ac.jp/~b2