西村 いくこ氏、上田 晴子氏



グニャグニャと茎の曲がったシロイヌナズナが生えてきた。今まで見たこともないおかしな変異体だ。
なぜそんなに曲がっているのだろう？その仕組みの探究から、植物がもつ基本的な性質が見えてきた。
植物にはそもそも、まっすぐになろうとする力が働いていたのだ。
100年以上前にダーウィンが問いかけた謎に対する答えが、そこにあった。

―― 植物には、まっすぐになろうとする性質があるのですか。

西村氏： 曲がり過ぎないように、ブレーキをかける性質といってもいいかもしれません。
室内に置いた鉢植え植物の茎が、光の入る窓側に曲がったりする現象は、多くの人が経験的にご存じだと思います。でも、日の出から日没まで時々刻々と変化する太陽の位置に合わせて、茎の伸びる方向も一緒に変化していくわけではありません。
過度に曲がりすぎないように、ブレーキがかかっているのです。

植物が、生育に有利な条件を求めて屈曲する性質を屈性といいます。
たとえば、光の方向に茎を曲げる光屈性や、重力と反対方向に茎を曲げる重力屈性などがあります。
私たちは、こうした屈性には、「曲がれ」というアクセルと「曲がるな」というブレーキがあり、作用し合って、適度な曲がりぐあいに落ち着くのだと考えています。刺激に反応して時々刻々と植物が向きを変えていたら、無駄なエネルギーを消費していることになりますからね。

これまで、アクセルの仕組みは解明が進んでいましたが、ブレーキの仕組みについては、私たちが初めて具体的なモデルを提案しました。実はダーウィンが1880年にその著書の中で言及したものの、あまりに当たり前すぎて、だれも追究しようとしなかったのかもしれませんが。

■「グニャグニャ」に曲がったシロイヌナズナを発見

―― そのような面白い性質をどのような経緯で発見されたのでしょう。

西村氏： 実をいうと、壮大な計画をもって実験がスタートしたというわけではなく、どちらかというと、偶然見つかったというほうが当たっているかもしれません（笑）。
私たちの研究室では実験材料としてシロイヌナズナを用いているのですが、学生の岡本圭史君が、ミオシン遺伝子の変異体作りに興味を持ったのが、きっかけなのです。


―― モータータンパク質のミオシンですか？

上田氏： はい。ミオシンは、よく知られているモータータンパク質で、動植物の細胞に広く存在しています。
私はもともと植物細胞の小胞体に興味があり、数年前、小胞体が細胞中で動く仕組みを発見しました。
小胞体を動かしているのは、ミオシンタンパク質でしたので、ミオシンについてもいろいろ調べていました。
植物に固有のミオシンは、ミオシンXIと呼ばれ、XI-1、XI-2と、XI-aからXI-kまで、13種類のタンパク質が
存在します。岡本君は、「13種類のミオシンXIタンパク質をすべて欠損させたシロイヌナズナを作ってみたい」
とはりきっていました。

そして、植物体を順次交配して、いろいろなミオシンXI分子を欠損させたシロイヌナズナを作り始めたのですが、あるとき、「グニャグニャしたシロイヌナズナが生えてきた」と岡本君が報告してきました。栽培室をのぞいて、びっくり。彼の言う通り、異常なほどにグニャグニャに曲がったシロイヌナズナが生えていました。
それが、ミオシンXI-fとミオシンXI-kを欠損させた変異体。
「曲がるな」というブレーキの壊れた変異体だったのです。

http://www.natureasia.com/ja-jp/nplants/interview/contents/3

実験に用いたシロイヌナズナの野生型
http://www.natureasia.com/ja-jp/nplants/interview/img/03-01.jpg
グニャグニャに曲がった変異体（ミオシンXI-fとミオシンXI-kを欠損する株）
http://www.natureasia.com/ja-jp/nplants/interview/img/03-02.jpg