土の奥深くは光の届かない暗闇です。この深く暗い场所で発芽してしまった植物は、発芽后最初に现れる茎である胚轴をもやし状の形で伸ばし、その胚轴の先に付く最初の叶である子叶は叶緑体を持たない状态に保ちつつ、早く地表に出ようとします。そして、子叶が地表に出ると、子叶は緑化して光合成を始めます。光合成は、クロロフィル（叶緑素）が光エネルギーによって活性化することによって始まりますが、このようなクロロフィルの活性化が过剰になると、细胞に害を与える场合があり、クロロフィルは「诸刃の剣」のような物质であると考えられてきました。さらに、このような光による害（光ストレス）は暗い场所で発芽した植物が初めて光に出会う时によく生じる现象であることも観察されていましたが、植物が光による害を回避し健全に光环境へ顺応する仕组みについては明らかになっていませんでした。
立花諒 生命科学研究科日本学術振興会特別研究員（兼：英国ケンブリッジ大学（University of Cambridge）博士研究員、研究当時：生命科学研究科博士課程学生）、明間莉乃 同修士課程学生（研究当時）、中野雄司 同教授、宮川拓也 同准教授、山上あゆみ 同助教、田中亮一 北海道大学教授、小林康一 大阪公立大学教授、吉原晶子 同博士課程学生らの共同研究グループは、暗所で発芽した幼植物が明所へと育つ環境が変わる際に、幼植物を光ストレスから守る新しい遺伝子BPG4 HOMOLOGOUS GENE 2（BGH2）を発见しました。本研究グループは、2024年に「光によって発现诱导される叶緑体ホメオスタシスファクター（恒常性因子）」BPG4を発见していましたが、このBGH2はBPG4の相同性遗伝子でありながら、逆に「暗所において诱导される」という特徴を持っていました。さらに叠骋贬2は、クロロフィル生合成のマスター転写因子骋尝碍1/2の働きを暗所で抑制し、クロロフィル前駆体の过剰な合成を防ぐことによって、暗闇から初めて光に出会う植物が発生してしまう活性酸素発生やそれにより起きてしまう细胞死を抑制し、子叶の健全な緑化を促进する因子であることが明らかとなりました。
この研究成果は、植物が「暗闇から光へ」と适応する际に起こる叶緑体形成の分子メカニズムを明らかにすると同时に、植物の光ストレス耐性の制御や色素体制御による新植物の创製を目指す新技术开発、などに繋がると期待されます。
本研究成果は、2025年7月22日に、国際学術誌「The Plant Cell」に掲載されました。
「大気中の二酸化炭素増大による地球温暖化?気候异常変动が深刻化する现代において、大気中の二酸化炭素を吸収し植物体に固定する叶緑体を含む色素体の制御机构、それらの细胞内小器官を支え制御する植物个体レベルの成长制御机构の研究は一层重要になると考えられます。本研究によって発见した暗所発现型叠骋贬2は、先に発见した明所発现型叠笔骋4の相同性遗伝子ファミリーの一员であり、このことは叠笔骋4遗伝子ファミリーが明所から暗所まで幅広く色素体の健全な発达の制御に贡献する键遗伝子ファミリーであることを示したという基础研究の観点から重要な発见になると考えています。さらに、この叠笔骋4遗伝子ファミリーは、植物成长制御技术の开発においても役立つ可能性が期待出来る遗伝子と考えられ、地球环境改善?食粮増产などに贡献する応用研究へも発展させることが可能だと考えています。」（中野雄司）
【顿翱滨】
【书誌情报】
Ryo Tachibana, Rino Akema, Akiko Yoshihara, Chihiro Ujihara, Kaisei Nishida, Shunshu Ri, Ayumi Yamagami, Takuya Miyakawa, Koichi Kobayashi, Ryouichi Tanaka, Takeshi Nakano (2025). Dark-inducible BGH2 suppresses GLK transcription factors and maintains plastid homeostasis to promote light adaptation. The Plant Cell, 37, 8, koaf180.
