インスリンは糖代謝を調節しており、これが欠如している場合は糖尿病と診断されます。インスリンは人間と動物の体内の重要なホルモンです。しかし、植物はどうでしょうか。植物にもインスリンのようなものが存在するのでしょうか?研究者らが報告しているように、T6P 分子は植物でも同様の機能を果たします。彼らは、糖尿病と比較できる突然変異体を使用して、植物の糖代謝におけるその重要性さえ研究しています。
砂糖は私たちの体の燃料であり、最適に調節される必要があります。インスリンというホルモンは、人間と動物においてこれを確実にします。砂糖やデンプンを含む食品を食べると、血中の糖レベルが上昇し、膵臓のベータ細胞でのインスリンの放出が刺激されます。このメッセンジャー物質は、体の細胞に血液から糖を吸収させます。そこでエネルギーを生成するために使用したり、貯蔵物質に変換したりできます。このシステムが破壊されると、糖尿病が発生します。十分なインスリンが生成されなくなると、体のエネルギー代謝が損なわれ、血液中の過剰な糖分によって組織が損傷される可能性があります。
植物においても制御は重要です
ポツダムのマックス・プランク分子植物生理学研究所が報告しているように、植物は糖代謝を最適に調整する必要もあります。しかし、私たちとは対照的に、彼らは物質を吸収する必要はありません。彼らはそれを自分たちで生成します。光合成の一環として、彼らは光、水、二酸化炭素からこれらのエネルギー豊富な化合物を生成します。その後は私たちと同じように機能します。エネルギー要求量が増加した細胞に糖を特別に供給するか、予備物質に変換する必要があります。
これらのプロセスは、トレハロース-6-リン酸 (T6P) と呼ばれる分子によって制御されていると、分子植物生理学 MPI が報告しています。ジョン・ランの作業グループは、植物代謝のこの重要な要素をしばらく研究してきました。科学者らが説明しているように、植物の糖分が増加すると T6P レベルが増加します。これは人間や動物のインスリン分泌に匹敵します。植物が光合成中に日中に糖を生成しすぎると、葉の T6P の増加により、新たに固定された炭素の一部が他の有機化合物の形成に使用されます。夜になると、日中に蓄積されたデンプンから糖が再び生成されるが、T6P値が高いと、ある時点からこの分解が阻害される、と研究者らは説明する。これにより、植物が成長に必要な以上の糖を生産することがなくなります。植物の成長部分では、T6P レベルが代謝機能に利用できる糖の量を示します。
「植物イヌリン」の働きに迫る
最近の研究で、Lunn と彼の同僚は、T6P シグナル伝達がどのように機能し、どこで行われるかについての洞察を獲得しました。モデル植物シロイヌナズナを使用して、彼らはこのメッセンジャー物質が葉の領域で生成されることを示すことができました。いわゆる師部に糖分が含まれています。これらは、特にエネルギーを必要とする植物の部分と葉を接続する伝導システムです。 「したがって、これらの師部ローディングゾーンは、どれだけの砂糖が生産され、どれだけ消費されているかを監視するための戦略的に重要な場所です」とラン氏は言います。
彼らはまた、T6P シグナル伝達が正しく機能するために分子のどの成分が必要であるかを示すこともできました。対応する実験は、T6P シグナル伝達が適切に機能しない特別な突然変異植物を用いて行われました。研究者らが説明しているように、人間や動物のインスリンとの類似性も完全です。これらの植物は、血糖値を適切に調節できないため、糖尿病患者にたとえることができます。その結果、植物は成長障害を示します。これは、インスリン様分子が植物の生命において重要な役割を果たしていることを示しています。
