アブシシン酸の移動のしくみ

植物と動物の違いは何だろうか。大きな違いは,自分の力で移動できるかどうかである。植物は,環境からさまざまなストレス(低温,強光,乾燥など)を受けても,ストレスから逃れるために自力で移動することはできない。植物は,植物ホルモンとよばれる物質によって成長や生理作用を調節し,環境に適応することで,一度根を下ろした場所から移動することなく生育している。

アブシシン酸は,植物のストレス耐性に関わっている植物ホルモンである。例えば,空気の乾燥が進むと量が増加し,孔辺細胞浸透圧を高めることで気孔を閉じて,植物体内の水分保持に働く。2009年~2010年始めにかけて,アブシシン酸の輸送体(トランスポーター)が見つかった。トランスポーターとは,生体膜に存在する膜タンパク質で,膜を横切っての物質の輸送を行う。今回見つかったトランスポーターは,細胞膜に存在し,ATPのエネルギーを用いて能動的に物質を輸送する種類のものである。

植物ホルモンは,植物体内でつくられ,ほかの場所へ移動して微量で作用する物質と定義されている。アブシシン酸は,その合成酵素がおもに維管束周辺で働いていることから,おもに維管束周辺で合成されていると考えられている。そして,例えば孔辺細胞などの,維管束から離れた細胞で働く訳だが,アブシシン酸が細胞間を移動するしくみについてはこれまで不明だった。アブシシン酸を“細胞内から細胞外へ排出する”トランスポーターが維管束の周辺に存在することと,“細胞内に取りこむ”トランスポーターが葉の孔辺細胞に存在することが見つかったことは,アブシシン酸について,植物体内での細胞膜による能動的な移動のしくみの存在を示すものとして注目されている(ただし,アブシシン酸が維管束から孔辺細胞へとどのように移動しているかについては未知である)。また,アブシシン酸自身の合成に関与することなく,植物のストレス耐性を増加させる新たな技術につながるとして,期待がもたれている。ストレス耐性植物を開発することは,今まで作付できなかった乾燥地なども利用可能になることで穀物収量の増加などにつながるため,重要な課題だと考えられている。しかし,そのような植物の導入は,固有の生態系へ与える影響など慎重に調査を重ねた上で行われなければならない。

動物においては,ホルモン血液によってからだ全体に運ばれる。一方,植物には動物の循環系にあたるものがない。個々の植物ホルモンの移動のしくみについては,徐々に明らかになってきている。