代謝に関係する分子が植物成長を促進(Molecule Linked to Metabolism Found to Boost Plant Growth)

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2025-06-06 カリフォルニア大学サンディエゴ校 (UCSD)

代謝に関係する分子が植物成長を促進(Molecule Linked to Metabolism Found to Boost Plant Growth)

Corn plants that were watered with the metabolite itaconate grew taller (right) than those that were not (left).

カリフォルニア大学サンディエゴ校(UCSD)の研究チームは、動物の免疫代謝に関与する天然代謝物「イタコン酸」が植物にも存在し、成長促進効果を持つことを初めて明らかにしました。トウモロコシの苗にイタコン酸を与えたところ、成長が促進されることが観察されました。質量分析を用いた解析により、植物がイタコン酸を生成し、特に成長中の細胞でその濃度が高いことが確認されました。また、イタコン酸は植物の一次代謝や酸素ストレス応答など、複数の重要な生理プロセスに関与していることが示されました。この研究成果は、作物の自然な成長促進剤としてのイタコン酸の応用可能性を示唆しており、今後の農業技術への応用が期待されます。研究は、米国国立科学財団や国立衛生研究所などの支援を受け、2025年6月6日に『Science Advances』誌に掲載されました。

<関連情報>

イタコン酸は植物の代謝、発生、ストレス応答における転写および翻訳後修飾因子である The metabolite itaconate is a transcriptional and posttranslational modulator of plant metabolism, development, and stress response

Tao Zhang, Amman Klair, Ziyao Tang, Abigail Tripka, […] , and Alexandra J. Dickinson

Science Advances  Published:6 Jun 2025

DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.adt7463

Abstract

Itaconate, derived from the tricarboxylic acid cycle, is recognized as a key regulator of the immune response in mammals. Despite this well-characterized role, its presence and functions within plants have remained largely unexplored. Here, we identify itaconate as an endogenous metabolite in maize and Arabidopsis and investigate its impact on development. Itaconate treatment has dose-dependent effects on growth in maize and Arabidopsis seedlings. To characterize the mechanisms responsible for itaconate’s regulation of plant development, we investigated its effects on Arabidopsis roots using analysis of mutants and reporter lines, RNA sequencing, and two forms of protein-metabolite interaction assays. Our results demonstrate that itaconate covalently binds to proteins and substantially influences critical pathways in plants, including central carbon metabolism, phytohormone signaling, and oxidative stress response. This study expands the current understanding of itaconate’s roles beyond the animal kingdom, providing a foundation for further research into its complex functions in plants.

1202農芸化学
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