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眼がなくても植物はよく見ている

カルフォルニア大学の研究チームが、植物が特定の色にどのように反応するか調査しました。

植物はヒト科のように目がありませんが、特に青色について受容体が感知し反応する事がわかっています。研究はその反応を掘り下げたものです。

Plants don’t have dedicated light-detecting organs, like our eyes. They do have a variety of dedicated receptors that can sense almost every single wavelength. One such are the blue light photoreceptors called cryptochromes. When the cryptochrome detects an incoming photon, it reacts in a way that triggers a unique physiological response.

参照元：https://egghead.ucdavis.edu/2021/01/04/uncovering-how-plants-see-blue-light/
– カリフォルニア大学デービス校 University of California. January 4th, 2021 @ 10:53 am –

植物は、広いスペクトルにわたって光を知覚し、反応することができます。

生物科学部植物生物学科のNitzanShabek教授の研究室からの新しい研究は、植物が特に青色光にどのように反応できるかを示しています。

Shabek教授は話します。

「植物は私たちよりもはるかによく見ることができます。」

植物には、私たちの目のような専用の光検出器官がありません。

それらには、ほぼすべての単一波長を感知できるさまざまな専用受容体があります。

そのようなものの1つは、クリプトクロムと呼ばれる青色光受容体です。

クリプトクロムは、入ってくる光子を検出すると、独特の生理学的反応を引き起こすように反応します。

クリプトクロムはおそらく数十億年前に最初の生きたバクテリアとともに出現し、バクテリア、植物、動物の間で非常に似ています。

私たち自身の目にはクリプトクロムがあり、概日時計の維持に関与しています。

植物では、クリプトクロムは、種子の発芽、開花時期、概日時計の同調など、さまざまな重要なプロセスを支配します。

ただし、光化学、規制、および光による構造変化は不明なままです。

1月4日にNatureCommunications Biologyに発表された新しい研究で、Shabe教授の研究室は、モデル植物シロイヌナズナの青色光受容体の一部であるクリプトクロム-2の結晶構造を決定しました。

彼らは、分子の光検出部分が軽い粒子と反応すると、その構造が変化し、単一のユニットから、4つのユニットが互いに結合した構造または四量体になることを発見しました。

Shabek教授は話します。

「光誘起オリゴマー化と呼ばれるこの再配列プロセスは、タンパク質内の特定の要素が青色光にさらされると変化するため、非常に興味深いものです。私たちの分子構造は、これらの光誘起変化が植物の特定の遺伝子の発現を制御する転写調節因子を放出することを示唆しています。」

研究者たちは、ローレンスバークレー国立研究所の高度な光源X線施設の助けを借りてクリプトクロム-2の構造を解明することができました。

Shabekラボは、植物が分子レベルから生物レベルまで環境をどのように感知するかを幅広く研究しています。

Shabek教授は説明します。

「この研究は、植物の感知メカニズムを理解するという私たちの長期目標の一部です。私たちは、ホルモンの知覚と光シグナル伝達経路に関心があります。」

チームは、X線結晶学と生化学的アプローチを使用して、2年前に最初に青色光受容体の結晶構造を解明しました。

植物科学と構造生物学の最近の進歩により、彼らはモデルを更新し、パズルの欠けている部分を明らかにすることができました。

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