大阪大学の研究グループは、植物の表皮を作るタンパク質の活性が、胚の一番外側の細胞に限定されるしくみを明らかにした。
多くの植物は、乾燥から身を守るために、体の表面に水を通さない表皮を一層だけ持っている。
植物の赤ちゃんである「胚」の時期に、一番外側に位置する細胞のみが表皮細胞へと分化することから、植物細胞は「外側」という位置を認識して自分の運命を決定すると考えられている。しかし、植物細胞がどのようにして一番外側の位置を認識し、表皮へ分化していくのかというしくみは謎のままだった。
モデル植物のシロイヌナズナでは、表皮を作る遺伝子としてATML1遺伝子が知られている。本研究では、細胞核で表皮作りに必要な複数の遺伝子の転写を促進するATML1タンパク質の活性調節について調べるため、ATML1タンパク質の局在（存在する場所）を可視化して観察した。
その結果、ATML1タンパク質は一番外側の細胞のみで蓄積し、内側の細胞ではほとんど検出されないことが分かった。さらに、ATML1タンパク質が内側の細胞で作られたとしても、内側の細胞ではATML1タンパク質の細胞核への蓄積が低く抑えられることも判明した。これにより、ATML1タンパク質の量や細胞核への蓄積を抑えることで、ATML1タンパク質の活性を最外層の細胞に限定し、植物が一層の表皮を作るしくみが明らかとなった。
個体内に置かれた位置に応じてフレキシブルに細胞運命を変化させることができる、という植物細胞の特徴は、以前から知られている。しかし、植物細胞がどうやって自分の位置を認識しているのかは、あまり理解されてこなかった。本成果は、細胞が自分の位置に応じて遺伝子の活性を変化させる新しいしくみの発見であり、植物細胞が位置を認識して分化するメカニズムの一端が解明されたといえる。
