メキシコ国立自治大学（UNAM）、乾燥下での種子生存の鍵を握る「LEAタンパク質」のメカニズムを解明

メキシコ国立自治大学（UNAM）の研究チームは、深刻化する世界的な干ばつに直面する中、植物の種子が生命力を維持するための分子メカニズムの解明に取り組んでいます。この研究の核心となるのは、種子が水分の最大90％を失う過程で蓄積される「後期胚発生蓄積（LEA）タンパク質」と呼ばれる特殊な分子です。

これらのタンパク質は、柔軟で「無秩序」な構造を持つことが大きな特徴です。胚をガラス状の状態（ガラス化、またはビトリフィケーション）へと移行させることで、過酷な環境下でも長期間にわたる生存能力の維持を可能にします。UNAMバイオテクノロジー研究所（IBt）のアレハンドラ・コバルビアス・ロブレス博士率いるチームは、実験を通じてこれらの分子の決定的な役割を実証しました。この柔軟なタンパク質をコードする遺伝子に突然変異が生じると、種子の生存率が著しく低下し、老化プロセスが加速することが確認されており、その保護機能が明確に示されています。

研究の過程では、モデル生物であるシロイヌナズナ（Arabidopsis thaliana）や豆類が用いられ、得られた知見が広範な農業分野に応用可能であることが強調されました。LEAタンパク質は、グリシンを豊富に含む親水性タンパク質（ヒドロフィリン）の一種であり、水溶液中で柔軟なコンフォメーションを維持する特性を持っています。これらは、脱水やクリプトビオシス（隠生）の状態を経験する陸上植物の種子や花粉に広く分布しており、生命の維持に不可欠な役割を果たしています。

一般的なシャペロンタンパク質とは異なり、LEAタンパク質は保護機能を発揮するためにATP（アデノシン三リン酸）を必要とせず、脱水後にタンパク質の構造を修復することもありません。その潜在能力は農業分野の枠を超えており、試験管内（in vitro）での研究では、他の繊細なタンパク質を安定化させる能力があることが示されています。この特性は、動物の胚や医療用細胞の保存といった、高度な医療技術への応用にも道を開くものです。また、LEAタンパク質やそのサブグループであるデヒドリン（D-11ファミリー）は、種子だけでなく多くの動植物の組織で発見されており、進化の歴史において極めて古い起源を持つことが示唆されています。

世界的な食料安全保障の文脈において、種子が休眠状態に入るメカニズムを深く理解することは、最優先事項の一つです。UNAMで行われているような研究は、気候変動に対する植物の適応能力を向上させるための、新しい育種手法の開発に向けた重要な基盤となります。バイオテクノロジーにおけるこれらの知見の成功的な活用は、種子資産のより確実な長期保存を可能にし、予測不可能な気象条件下における世界の農業の持続可能性を確保する上で、極めて重要な役割を果たすことになるでしょう。