植物には、窒素、リン、カリウムなど、さまざまな栄養素が必要です。これらの栄養素は、多くの場合、土壌で供給が限られているため、植物の成長を制限できます。しかし、UC Davisチームは、TOR（ラパマイシンの標的）と呼ばれるタンパク質が栄養の利用可能性に応じて植物の成長を調節する上で重要な役割を果たすことを発見しました。
TORはキナーゼであり、他のタンパク質にリン酸基を追加する酵素です。 UC Davisチームは、TORがS6K1と呼ばれるタンパク質をリン酸化することを発見しました。これは、細胞の成長と分裂の増加につながるイベントのカスケードを引き起こします。栄養素が不足すると、TOR活性が低下し、S6K1のリン酸化が減少し、成長が遅くなります。
「私たちの発見は、植物が栄養素の利用可能性を成長と統合する方法についての分子の説明を提供します」と、UC Davisの植物生物学の教授であるJian-Kang Zhu博士は述べています。 「この知識は、TORシグナル伝達を操作することにより、作物の収量を改善するための新しい戦略を開発するために使用できます。」
研究者は、植物におけるTORの過剰発現が成長とバイオマスの生産の増加をもたらすことを発見しました。逆に、TOR活性の低下を伴う植物はよりゆっくりと成長し、バイオマスが少なくなりました。これらの発見は、TORが作物の収量を改善するための遺伝子工学の潜在的な標的になる可能性があることを示唆しています。
「私たちの研究は、栄養の入手可能性が植物の成長をどのように調節するかを理解することを目的とした将来の研究の基盤を提供します」とZhu博士は述べています。 「この研究は、食料生産を改善できる新しい肥料、灌漑慣行、および作物品種の開発につながる可能性があります。」
農業への影響に加えて、この発見は人間の健康にも影響を与える可能性があります。 TORは、植物だけでなく動物の細胞成長と代謝の重要な調節因子です。 TORシグナル伝達の調節不全は、がんや糖尿病を含む多くの疾患に関連しています。 UCデイビスチームの調査結果は、人間の健康と病気におけるTORの役割に関する新しい洞察につながる可能性があります。
