細胞の拡大は、植物の成長における基本的なプロセスであり、植物がサイズを増加させ、さまざまな構造を発達させることができます。細胞の膨張中、細胞を囲む剛性の境界として機能する細胞壁がゆるくなり、細胞が水を吸収して拡大できるようになります。
UMDの植物科学助教授であるXin Liが率いる研究チームは、細胞壁を緩めることにより、細胞拡大において重要な役割を果たすことが知られているAxpadeinsと呼ばれるタンパク質のグループに焦点を当てました。エクスパンティンは細胞によって分泌され、細胞壁に移動し、そこで壁の成分を一緒に保持する結合を分解します。
生化学的、遺伝的、およびイメージング技術の組み合わせを使用して、チームは、植物生物学のモデル生物として一般的に使用される小さな開花植物であるシロイヌナズナのアラビナシンの機能を研究しました。
彼らは、細胞の拡大を促進するために、「キシログルカンエンドランスグリコシラーゼ」（XETS）と呼ばれる他のタンパク質と協調して機能することを発見しました。 Xetsは、細胞壁の成分を再配置および再接続するのに役立つ酵素であり、その完全性を維持しながら壁を拡張できるようにします。
研究者たちは、エクスパンティンとXETが協調して協力して、細胞壁の構造を緩めて修正し、細胞が水を吸収して拡大できるようにすることを発見しました。この調整されたアクションは、効率的で制御された細胞拡大のために重要です。
この研究では、エクスパンティンとXETの活動は、さまざまなシグナルと環境の手がかりによって規制されていることも明らかにしました。たとえば、植物ホルモンオーキシンの適用は、エクスパンシンおよびXET遺伝子の発現を刺激し、細胞拡大の増加につながります。
この研究は、植物の細胞拡大の根底にある分子メカニズムの理解を大幅に向上させます。エクスディンとXetsの役割とその規制を解明することにより、調査結果は農業と園芸における潜在的な応用への道を開きます。エクスパンシンとXETの活動を操作すると、作物の成長と収量を改善したり、さまざまな産業で使用している植物ベースの材料の特性を修正するための新しい戦略の開発につながる可能性があります。
