-デンプン代謝の理解が飛躍的に深まる可能性-
宇都宮大学地域創生科学研究科博士後期1年の市川晋太郎さんとバイオサイエンス教育研究センターの児玉豊教授らの研究グループは、さまざまな植物種の生細胞において、かつてないほど簡易的な方法でデンプン顆粒を可視化する技術を開発しました。本成果は2023年10月4日付で米国科学際誌Plant Physiologyに掲載されました。
光合成によって産生されたデンプン顆粒は、植物のエネルギー源として葉緑体内部に蓄積され、エネルギー代謝やストレス応答など様々な面で重要な役割を担っています。植物におけるデンプン顆粒の局在や挙動を可視化することは、デンプンの代謝研究を進める上で不可欠です。例えば私たちが小学校で習うヨウ素デンプン反応は、200年以上も前から使われていたデンプンの可視化法です。しかしこれまで主流だった方法は細胞の化学固定を伴うため、生きた植物細胞内では観察できない欠点がありました。一部のモデル生物では蛍光タンパク質を用いて生細胞におけるデンプン顆粒の可視化ができるものの、実験過程では煩雑な操作を伴い、適用できる植物種は非常に限定的です。
このような背景の中、市川さんらは蛍光色素として広く使用されているフルオレセインを用いることで、多様な植物種の生細胞におけるデンプン顆粒を短時間で染色し、特異的に可視化する技術の開発に成功しました。
植物の生細胞においてデンプン顆粒を可視化する汎用性の高い技術が開発されたことにより、今後、デンプン代謝制御に関する理解が飛躍的に深まることが期待できます。デンプンは植物の様々な生理現象に関わる重要な貯蔵多糖なことに加え、私たちに必要な炭水化物の１つです。本研究で開発された技術は、基礎科学的な面での貢献だけでなく、作物の収量向上といった農業や食糧供給の面でも価値のある成果といえるでしょう。
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■本件に関する問い合わせ
国立大学法人 宇都宮大学 バイオサイエンス教育研究センター 教授 児玉 豊
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