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植物細胞シグナル学グループの武宮淳史教授らの研究グループが、植物が青色光に応答してデンプンを分解し、気孔開口を促進する新たな分子メカニズムを解明しました。
　気孔は、植物の表皮に存在する一対の孔辺細胞によって形成される微小な孔であり、青色光に応答して開口し、光合成に必要な二酸化炭素（CO₂）の取り込みを促進します。孔辺細胞は表皮細胞の中で唯一葉緑体をもち、光合成によって葉緑体中にデンプンを蓄積します。青色光はこのデンプンを迅速に分解する作用をもち、その分解によって生じた糖や有機酸などが気孔開口を促進すると考えられています。しかし、この過程を制御する分子メカニズムはこれまで明らかになっていませんでした。
　本研究では、青色光によって特異的にリン酸化※1されるタンパク質「WDR48※2」を発見し、この因子が孔辺細胞におけるデンプン分解に必須であることを明らかにしました。さらに、WDR48は青色光受容体であるフォトトロピン※3と結合し、青色光依存的にリン酸化される基質であることを示しました。
本成果により、青色光がデンプン分解を介して気孔開口を制御する新たな仕組みが明らかとなりました。この仕組みを応用し、気孔開口を人為的に制御することで、光合成効率や水利用効率を向上させ、食料およびバイオエネルギー生産に資する作物の開発につながることが期待されます。

　本研究成果は、2026年3月6日にイギリス科学誌「Nature Communications」にオンライン掲載されました。

https://www.yamaguchi-u.ac.jp/weekly/46348/index.html

https://www.nature.com/articles/s41467-026-70314-5

東京農工大学の梅澤泰史教授と植物細胞シグナル学グループの武宮淳史教授らの研究グループが、植物が乾燥にさらされた際に水分損失を防ぐために行う気孔の閉鎖メカニズムの一端を明らかにしました。
　植物の気孔は、光合成に必要な二酸化炭素の取り込みを担うとともに、蒸散を通じて葉面温度を調節する等の重要な役割を果たしています。しかし、乾燥ストレス下では水分損失の抑制が最優先となるため、植物ホルモンであるアブシジン酸（ABA）がはたらいて気孔を閉鎖します。この重要な防御反応についてはこれまで多くの研究が進められてきましたが、依然として未解明な点が残されていました。特に、ABA処理後に孔辺細胞内でカルシウムイオン（Ca²⁺）濃度が一過的に上昇し、それが気孔閉鎖につながることは四半世紀も前から知られていたものの、その仕組みは明らかになっていませんでした。
　今回、共同研究グループは、ABAによる気孔閉鎖シグナル伝達に関わる新たなプロテインキナーMAP4Kを同定し、このMAP4Kが孔辺細胞内におけるCa²⁺濃度の上昇を制御することを見出しました（図1）。これにより、長年未解明であったABAによるCa²⁺濃度の制御メカニズムに光を当てることになりました。本成果は、乾燥条件下で迅速に気孔を閉鎖し、水利用効率を向上させる耐乾性作物の開発など、農業分野への応用が期待されます。

　本研究成果は、12月19日付で米国科学誌「Science Advances」に掲載されました。

図1．SnRK2キナーゼとMAP4KキナーゼによるABA誘導性気孔閉鎖のシグナル伝達モデル
植物の葉の表面には「気孔」と呼ばれる小さな穴があり、開閉することで水分の蒸発を調節しています。乾燥などの環境ストレスを受けると、植物ホルモンの一種であるアブシジン酸（ABA）が働き、気孔を閉じて水分の過剰な損失を防ぎます。気孔では、ABAの合図を受け取ったタンパク質が次々と別のタンパク質を活性化し、最終的に細胞膜にあるカルシウムチャネルが開きます。このとき細胞内に流入するカルシウムが、気孔を閉じるきっかけとなります。本研究で明らかになったMAP4K1/2は、この気孔閉鎖の仕組みの中で重要な役割を担っていることが示されました。

https://www.yamaguchi-u.ac.jp/weekly/46348/index.html

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adt4916

2025年11月28日に、広島大学理学部生物科学科の深澤壽太郎准教授をお招きして、「DELLAタンパク質を介した植物の成長制御機構」と題したご講演をいただきました。ジベレリンは、1926年に日本人の黒沢英一によってイネの馬鹿苗病の原因毒素として発見されました（2026年はジベレリンが発見されて100年になります）。ジベレリンは、植物の発芽、茎の伸長、花成を促進する植物ホルモンです。セミナー前半では、ジベレリンシグナル伝達における抑制因子DELLAと相互作用する転写因子GAF1の発見に至る研究過程についてご紹介いただきました。後半では、深澤准教授の研究グループが近年明らかにした、花成におけるDELLAの役割、さらに食害応答により誘導されるジャスモン酸を介したジベレリン内生量の調節機構など、DELLAを中心とした植物の成長制御に関する最近の研究成果をご説明いただきました。当日は理学部の学生を中心に30名を超える教職員・学生が参加し、活発な質疑応答や議論が行われ、大変有意義な時間となりました。

2025年11月10日（月）13:00より、山口大学共通教育棟16番教室にて、先進科学イノベーションセンター研究拠点「植物ロバストネス研究センター」の「若手の会」を開催しました。本会は、センターに所属する各研究室の若手研究者（学生を含む）が主体となり、研究交流を深めることを目的としたものです。

当日は3学部・10研究室から78名が参加し、8件の口頭発表と19件のポスター発表を通じて活発な意見交換が行われました。学部・学科の垣根を越えた交流が進み、今後の研究発展に向けた有意義な機会となりました。