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植物細胞内の体内時計、昼夜存在で整然と機能 京大グループ発表

植物の体内時計のイメージ。細胞ごとの時計は、昼夜のない条件下(図左)ではばらつきがあるが、昼と夜がある条件(図右)にすると、約2日間できれいにそろう(小山教授提供)
植物の体内時計のイメージ。細胞ごとの時計は、昼夜のない条件下(図左)ではばらつきがあるが、昼と夜がある条件(図右)にすると、約2日間できれいにそろう(小山教授提供)

 植物の体内時計は、個々の細胞のリズムは不安定だが、昼と夜がある条件では時計がそろって整然と時間を刻むようになることを、京都大理学研究科の小山時隆教授のグループが解明した。農作物の効率的な生産などにつながる成果で、米科学誌サイエンス・アドバンシズでこのほど発表した。

 体内時計は、複数の遺伝子が協調的に働いて体の内部に24時間周期のリズムを作る仕組みで、植物では光合成や成長、花を咲かせることなどに関係している。ただ、細胞レベルでの挙動はよく分かっていなかった。

 グループは、時計遺伝子が動くと発光する遺伝子をウキクサの細胞の一部に導入し、超高感度カメラで観察した。その結果、昼夜のない環境では、時計遺伝子のリズムは細胞ごとにばらつきがあったが、12時間ごとに明暗のある条件下に置き換えると、2日間ほどで各細胞の周期がそろい、明暗のサイクルに同調した。

 各細胞にある体内時計は周期が異なり、精度も低いが、昼と夜がある環境で初めて時計としての機能を発揮すると考えられるという。

 小山教授は「植物の時計の精度が昼夜の有無によって変化するメカニズムを明らかにしていきたい」と話している。

【 2016年07月28日 08時39分 】

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