葉柄の伸長を介して植物の競争力を高める鍵分子を発見

―謎だったK+チャネルの機能を解明―

発表のポイント

植物のK+チャネルAKT5の輸送活性の検出に初めて成功しました。
AKT5は植物の葉柄を伸長させる機能をもつことが分かりました。
農作物を高密度で効率的に栽培する技術への手がかりになります。

概要

　植物の三大栄養素の1つであるカリウム（K）は、K⁺チャネルを介して植物体内に吸収・循環されます。モデル植物シロイヌナズナには9種類のK⁺チャネルが存在しますが、そのうちの1つAKT5はその遺伝子の存在がわかってからの30年間、輸送活性と生理的機能は不明のままとなっていました。
　東北大学大学院工学研究科 魚住信之教授、村岡勇樹助教らのグループは同大学大学院生命科学研究科、生理学研究所、東京科学大学、東京農工大学などとの国際共同研究により、AKT5が特定の酵素による活性化を受けてK⁺輸送活性を発揮することを発見しました（図1）。また、クライオ電子顕微鏡（注3）によりAKT5の分子構造を決定し、活性化のメカニズムを明らかにしました（図2）。さらに、AKT5は植物の葉柄に集中して存在していました。AKT5を欠損させた植物は、葉柄が短くなり、密植条件で成長が低下しました（図3）。AKT5は高密度環境の植物の生存競争力を高める鍵分子と考えられます。今後、AKT5の活性制御メカニズムのさらなる解明により、農作物の生産性を維持しつつ高密度栽培を可能にする技術開発への貢献が期待されます。
　本成果は、2026年9月3日午前3時（日本時間）に科学誌Science Advancesに掲載されます。

 詳細は、以下をご参照ください。
プレスリリース（PDF：536.1KB）

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東京農工大学　梅澤泰史教授研究者プロフィール
東京農工大学　梅澤泰史教授研究室WEBサイト
梅澤泰史教授が所属する　東京農工大学農学部生物生産学科