新しい植物神経伝達様システムの解明

• 研究課題/領域番号: 17H07127
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 環境農学(含ランドスケープ科学)
• 研究機関: 東京農業大学
• 研究代表者: 山本 紘輔 東京農業大学, 生命科学部, 助教 (80803254)
• 研究期間 (年度): 2017-08-25 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: アセチルコリン / アセチルコリンエステラーゼ / アセチルコリン受容体 / 植物 / 神経伝達 / 遺伝子 / シグナル伝達 / 神経伝達物質 / 酵素 / 植物生理学 / 神経科学

研究成果の概要

申請者らは、植物の神経伝達様システムという新しい植物情報伝達システムを提唱している。植物においてはアセチルコリン(ACh)とACh分解酵素の2者の存在が認められている。本研究では、未発見の植物ACh受容体(AChR)遺伝子の発見を目指し、初めにAChRリガンドに最も結合する植物のスクリーニングを行った。その結果、ハーブ類において動物細胞と同等のリガンド結合能を示した。次に同試料を用いて薬理試験を行った結果、d-ツボクラリンに対して親和性を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

植物アセチルコリン受容体(AChR)の存在については、未解明であった。本研究の成果により、ハーブ類の植物においてAChRリガンドに対する結合能を見出すことができ、植物においてもAChRの存在が示唆された。申請者らが提唱している植物の神経伝達様システムが植物の重力屈性応答に関与することが推測されており、植物AChR遺伝子を発見し、そのメカニズムを解明することにより、将来的には、本シグナル伝達系を制御し、重力を感知しない植物の作出、さらには、完全制御型植物工場においてデッドスペースである壁や天井を利用した作物の“三次元栽培”などが可能となり、生産効率の向上が期待される。