光によってプロトンポンプが活性化し気孔が開くしくみを解明 〜高いCO2吸収力をもつ植物の開発に期待〜

気孔は陸上植物の表皮にある孔であり、光に応答して開口し、光合成に必要な二酸化炭素（CO2）の吸収を促進します。細胞膜プロトンポンプ（H+-ATPase）は細胞内の水素イオン（H+）を細胞外へ汲み出す酵素であり、気孔開口の駆動力を形成します。しかし、プロトンポンプが光によって活性化するしくみについては、これまで解明されていませんでした。本研究では、気孔を構成する孔辺細胞において、プロトンポンプの自己阻害領域に存在する2カ所のアミノ酸が青色光に応答して特異的にリン酸化※2されることを発見し、これらのリン酸化がプロトンポンプの活性化と気孔開口に必須であることを突き止めました。さらにプロトンポンプは孔辺細胞の光合成によってもリン酸化され、気孔開口を促進することを示しました。このしくみを応用することで、プロトンポンプのはたらきや気孔の開閉を人為的に制御することが可能となり、CO2吸収力や成長を向上させた植物を開発できる可能性があります。