植物はたとえ摂氏1度であっても温度変化を感知できます。今回、フィリップ・ウィッゲ率いる英国の研究者らは、彼らが気温の低下と上昇にどのように反応するかを初めて発見した。つまり、彼らは遺伝情報であるDNAをより緊密に詰めるか、より緩く詰めるかである。 「DNAが解明されると、何百もの遺伝子のスイッチがオンになります」とウィッゲ氏は説明する。 「ただし、この状態では他の機能は無効になります。」
研究者らは、モデル植物のシロイヌナズナ、またはターレ クレスを研究に使用しました。すべての植物と同様に、その細胞核には特定のタンパク質、いわゆるヒストンタンパク質が含まれており、これは DNA のパッケージングを担当します。これらは遺伝物質を結び付けて、ヌクレオソームとしても知られる、一種の密に詰まった糸の玉のようなものを作ります。研究チームは今回、温度が上昇すると、H2A.Zと呼ばれるヒストンタンパク質がDNAのもつれを解き、DNAの糸を緩める原因となることを発見した。研究者らは、このプロセスが遺伝子にどのような影響を与えるのかまだ分かっていない。しかし、Wigge 氏は、変化した DNA 構造により、特定の酵素が定められた位置にドッキングできるのではないかと考えています。これらの酵素は、特定の遺伝子を確実に活性化またはオフにします。
いずれにせよ、科学者たちは、この発見は世界の人口に確実に食料を供給する上で非常に重要であると考えています。 「今後 100 年で食料の必要性は 70 ～ 100% 増加すると推定されています」とウィッゲ氏は説明します。さらに、気候変動により、現在の作物収量を維持することが困難になります。気候変動に対する植物の反応がよりよく理解されれば、気温の上昇に耐えられる作物を品種改良することが可能になります。 「特に小麦などの穀物は、暑くて乾燥した夏に非常に敏感に反応します」とウィッゲ氏は説明します。したがって、研究者らはさらなる研究で、従来の穀物に似たモデル植物におけるH2A.Zの役割を調査したいと考えている。
