温度で変わる菌の働きから遺伝子を探した
研究チームが調べたのはColletotrichum tofieldiaeという糸状菌のCt3株だ。発表によると、無菌の実験条件では22℃でシロイヌナズナの成長を妨げ、26℃では成長を助ける。この差に着目して遺伝子の働きを比較し、感染に必要なNFC1を見いだした。シロイヌナズナは植物の仕組みを調べるために広く使うモデル植物で、今回の条件をあらゆる作物へそのまま当てはめることはできない。
NFC1は植物の体内時計に干渉する
JSTの共同発表は、NFC1が植物の概日リズムに干渉すると説明している。概日リズムは、およそ一日周期で働く体内時計に由来する活動のリズムだ。植物では成長や病原体への防御などにも関わる。研究では、このリズムに異常がある植物も使ってNFC1との関係を調べた。感染を単に菌が増える現象と見るのではなく、宿主側の時間の仕組みへの働きかけとして捉えている。
リン不足では感染を助ける遺伝子を抑える
リンが不足する環境では、CtPHO4という転写制御因子がNFC1の発現を抑えた。転写制御因子は、遺伝子が働く程度を調節するたんぱく質のこと。CtPHO4を失わせた菌では、リン不足の環境で菌自身の成長も制限された。チームはこの結果を、宿主への感染と菌自身が栄養不足に適応する反応が、同じ因子を介して調整されていることを示す知見と位置付ける。
共生の利用は期待と実証を分けて読む
共同発表は、栄養への応答に注目することで、菌の病原性を抑えながら植物との共生能力を引き出す戦略につながる可能性を挙げる。ただし、これは研究の展望であり、今回、農地で増収や減肥を実証したという発表ではない。論文は11月11日米東部時間付でCell Reportsに掲載されたとされ、日本での発表は翌12日。今後は異なる植物や環境でも成り立つかの検証を確認したい。