植物が巨大化する遺伝子を発見（名古屋大学研究）

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　大きなイチゴや、バイオ燃料が多く採れる作物を作るにはどうしたらいいか――。
名古屋大の研究グループが植物が巨大化する鍵を解いたという。

　植物の細胞分裂を促すたんぱく質を特定の遺伝子がコントロールしている仕組みを解明したのだ。この遺伝子を活用すれば、果実などの特定の部分だけを大きくして収量を上げられる可能性があるという。

　解明したのは同大大学院生命農学研究科の伊藤正樹准教授らのグループ。生物の細胞の大きさは一般に細胞の持つ核の大きさ（DNA 量）に依存することが知られている。植物細胞は、しばしば細胞の分裂を伴わずにDNA を複製することにより核DNA量を倍加させ、巨大化する。

　このような通常の細胞分裂とは異なる特殊なDNA の倍加現象として、核内有糸分裂（エンドマイトーシス）が知られているが、そのメカニズムは未解明であった。名古屋大学大学院生命農学研究科の伊藤正樹准教授らの研究グループは、植物細胞のエンドマイトーシスに関わる遺伝子GIG1（ギグワン）を世界に先駆けて発見し、その作用のメカニズムを解明したのだ。

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　伊藤准教授らはモデル植物シロイヌナズナを材料に、細胞分裂に異常を示す変異体の単離を行ってきた。単離された変異体の一つであるgig1（ギグワン）変異体の葉では、通常の植物には見られない巨大化した気孔が存在していることを見いだした。気孔の巨大化は、孔辺細胞が大きくなることに原因があり、さらに大きくなった孔辺細胞では染色体数が他の細胞の２倍になっていることを突き止めた。

　このような染色体数の倍加は、表皮細胞が有糸分裂を完了せずに途中で終了してしまう現象（エンドマイトーシス）を引き起こしたために生じていることが明らかになった。gig1 変異体で欠失していた遺伝子(GIG1)を特定し、その分子的な機能の解析を行った結果、GIG1は後期促進複合体(APC)と呼ばれる有糸分裂の制御に重要なタンパク質複合体の活性を抑制する働きをもつことがわかった。

　APC阻害タンパク質であるGIG1 が欠失することにより、細胞は有糸分裂を正常に完了することができず、エンドマイトーシスを引き起こしたものと考えられた。gig1 変異体に既知のAPC 活性化因子(CDC20)を過剰に発現させると、エンドマイトーシスの頻度が大きく亢進したことから、植物細胞のエンドマイトーシスはAPC の活性を調節することにより、人為的にコントロールすることが可能であることがわかったそうだ。

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　そういえば、アメリカのお野菜や果物は、ピーマンもナスもきゅうりもスイカも日本のものよりも大きいけれど、あれはオリジナルなのかな？味もちょっと大味って感じなんだけども、確かに大きければ下ごしらえの手間は楽チンだよね。

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