英国国際学術誌『Nature Plants』に掲載されました（植物特有の低分子量GTPase が連携する仕組みを発見）
植物特有の低分子量GTPase が連携する仕組みを発見
– 植物の生殖を支える新しい細胞内情報伝達メカニズム -
細胞のなかでは多数のシグナル伝達経路が互いにやり取りしながら生命活動を制御しています。しかし、異なる種類の低分子量GTPase*1 が植物で連携してはたらくのか、はたらくとすると、いつどのようにはたらくのかはわかっていませんでした。
今回、基礎生物学研究所の伊藤瑛海准教授、上田貴志教授を中心とする研究グループは、お茶の水女子大学 Natalia J. Rzepecka特任リサーチフェロー、伊藤容子講師、植村知博教授、京都府立大学 平野朋子准教授、佐藤雅彦教授、埼玉大学 海老根一生准教授、名古屋大学 小田祥久教授、理化学研究所光量子工学研究センター 中野明彦副センター長（研究当時／現 東京科学大学）と連携し、モデル植物シロイヌナズナを用いた解析により、REAP1/SWAP70というタンパク質が異なる種類の低分子量GTPaseであるRAB5とROP7をつなぐ役割を果たすことを明らかにしました（図1）。RAB5は細胞内で物質を運ぶ「膜交通」を制御し、一方で、ROP7が属する植物特有のROPグループ*2は細胞の形づくりなどを制御します。さらに、こうした異なる役割をもつ低分子量GTPaseをREAP1がつなぐことで形成される分子ネットワークが、正常な花粉形成に不可欠であることを発見しました。
これは、植物が進化の過程で独自に築いた低分子量GTPaseネットワークの存在を示唆する成果です。本論文は2026年9月17日付で英国国際学術誌『Nature Plants』に掲載されました。
今回、基礎生物学研究所の伊藤瑛海准教授、上田貴志教授を中心とする研究グループは、お茶の水女子大学 Natalia J. Rzepecka特任リサーチフェロー、伊藤容子講師、植村知博教授、京都府立大学 平野朋子准教授、佐藤雅彦教授、埼玉大学 海老根一生准教授、名古屋大学 小田祥久教授、理化学研究所光量子工学研究センター 中野明彦副センター長（研究当時／現 東京科学大学）と連携し、モデル植物シロイヌナズナを用いた解析により、REAP1/SWAP70というタンパク質が異なる種類の低分子量GTPaseであるRAB5とROP7をつなぐ役割を果たすことを明らかにしました（図1）。RAB5は細胞内で物質を運ぶ「膜交通」を制御し、一方で、ROP7が属する植物特有のROPグループ*2は細胞の形づくりなどを制御します。さらに、こうした異なる役割をもつ低分子量GTPaseをREAP1がつなぐことで形成される分子ネットワークが、正常な花粉形成に不可欠であることを発見しました。
これは、植物が進化の過程で独自に築いた低分子量GTPaseネットワークの存在を示唆する成果です。本論文は2026年9月17日付で英国国際学術誌『Nature Plants』に掲載されました。
図1: 本研究で明らかになった植物の低分子量GTPase のクロストーク
PDFファイルをご覧になるためには、AdobeReader® が必要です。パソコンにインストールされていない方は右のアイコンをクリックしてダウンロードしてください。
用語解説
*1 低分子量GTPase
GTP（グアノシン三リン酸）を加水分解する酵素の一種。GTPが結合すると活性型となり、GTPがGDP（グアノシン二リン酸）に加水分解されるとタンパク質の構造が変化して不活性型となる。この2つの状態を切り替えることで細胞内のさまざまな反応を制御するため、「分子スイッチ」とも称される。低分子量GTPaseは分子量が比較的小さく、単量体としてはたらくことから、複数のサブユニットからなる三量体Gタンパク質とは区別される。
*2 ROP (Rho of Plants)
Rho GTPaseファミリーに属する低分子量GTPaseの一群で、植物が進化の過程で独自に発達させたグループ。細胞の形づくりをはじめとしたさまざまな生命現象を制御する。ROP7はそのメンバーのひとつで、細胞壁のパターン形成などに関わることが知られている。
GTP（グアノシン三リン酸）を加水分解する酵素の一種。GTPが結合すると活性型となり、GTPがGDP（グアノシン二リン酸）に加水分解されるとタンパク質の構造が変化して不活性型となる。この2つの状態を切り替えることで細胞内のさまざまな反応を制御するため、「分子スイッチ」とも称される。低分子量GTPaseは分子量が比較的小さく、単量体としてはたらくことから、複数のサブユニットからなる三量体Gタンパク質とは区別される。
*2 ROP (Rho of Plants)
Rho GTPaseファミリーに属する低分子量GTPaseの一群で、植物が進化の過程で独自に発達させたグループ。細胞の形づくりをはじめとしたさまざまな生命現象を制御する。ROP7はそのメンバーのひとつで、細胞壁のパターン形成などに関わることが知られている。
問い合わせ先
【本研究に関するお問い合わせ先】
基礎生物学研究所 細胞動態研究部門
准教授 伊藤 瑛海（イトウ エミ）
TEL: 0564-55-7529
E-mail: itoemi[a]nibb.ac.jp
【報道担当】
京都府立大学事務局 企画・地域連携課
TEL: 075-703-5147
FAX: 075-703-4979
e-mail: kikaku[a]kpu.ac.jp
※e-mailは上記アドレス[a]の部分を@に変えてください。
基礎生物学研究所 細胞動態研究部門
准教授 伊藤 瑛海（イトウ エミ）
TEL: 0564-55-7529
E-mail: itoemi[a]nibb.ac.jp
【報道担当】
京都府立大学事務局 企画・地域連携課
TEL: 075-703-5147
FAX: 075-703-4979
e-mail: kikaku[a]kpu.ac.jp
※e-mailは上記アドレス[a]の部分を@に変えてください。