・細胞壁注1）の構造は、植物細胞の機能や植物の生育に重要である。
・道管は細胞壁を一定の間隔で形成することで、水輸送に適した構造をつくる。
・免疫応答タンパク質ACIP1が細胞壁の間隔を調節することを明らかにした。
・本研究成果は、細胞壁形成の新たな制御機構を示し、細胞壁形成と植物の環境適応との潜在的な連関を見出した。
名古屋大学大学院理学研究科の三宅 陽穂 博士前期課程学生、杉山 友希 YLC特任助教、佐々木 武馬 助教、小田 祥久 教授の研究グループは、奈良先端科学技術大学院大学 先端科学技術研究科の出村 拓 教授との共同研究により、植物が道管の形を精密に制御する新たなメカニズムを明らかにしました。
植物細胞は細胞壁注1）で覆われており、この細胞壁を適切に作ることが植物の生育に必須です。植物の道管は、細胞壁を一定の間隔をあけて形成することで、水を安定して輸送する機能的な構造になります。研究グループは、シロイヌナズナの免疫応答タンパク質ACIP1に着目し解析を行いました。その結果、ACIP1が、細胞壁形成の足場としてはたらく微小管注2）に結合し、微小管を安定化することにより、道管の細胞壁が形成される間隔を調節していることが分かりました。さらに、この作用は微小管を分解するタンパク質MIDD1とは逆方向にはたらき、両者が拮抗的に機能していることが明らかになりました。植物は微小管の分解と安定化のバランスをとることで、道管の構造を精密に調節していることが示されました。
本研究は微小管を介した道管の構造制御について新たなメカニズムを明らかにするとともに、道管の構造制御と免疫応答との潜在的な連関を見出しました。また、ACIP1遺伝子は、道管以外でも植物体の多くの組織で発現していることから、道管に限らず植物のさまざまな組織の細胞壁形成に関わっていると考えられます。ACIP1の機能を人為的に制御することにより、植物の通水性や免疫応答性を最適化し、環境適応能力の高い植物を作り出す技術につながると期待されます。
本研究成果は2026年1月31日午前1時（日本時間）付米国科学誌「Current Biology」で公開されました。
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注1）細胞壁：
植物の細胞膜の外側に形成され、植物細胞の形態や機能を決定づける構造。主にセルロース、ヘミセルロース、ペクチンから成る。道管の二次細胞壁にはこれらに加えてリグニンが沈着することで疎水的で強固な細胞壁になる。
注2）微小管：
チューブリンと呼ばれるタンパク質が重合することで作られる直径24ナノメートルのチューブ状構造。細胞分裂や細胞内輸送など多様な機能を担う。植物細胞では細胞表層に並び、細胞壁の主成分であるセルロースの合成を導いている。
雑誌名：Current Biology
論文タイトル：The immunity-associated protein ACIP1 counteracts MIDD1 to coordinate xylem cell wall patterning
著者：三宅 陽穂(名古屋大学)、杉山 友希(名古屋大学)、佐々木 武馬(名古屋大学)、出村 拓(奈良先端科学技術大学院大学)、小田 祥久 (名古屋大学)
DOI: 10.1016/j.cub.2026.01.003
URL: https://doi.org/10.1016/j.cub.2026.01.003
