植物が鉄欠乏と鉄過剰を回避する鉄吸収制御機構を解明 (Study Reveals How Plants Fine-Tune Iron Uptake to Avoid Deficiency and Toxicity)

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2026-06-17 中国科学院(CAS)

中国科学院西双版納熱帯植物園(XTBG)の研究チームは、シロイヌナズナにおいて鉄(Fe)の吸収量を精密に制御する転写因子CITF1(COPPER DEFICIENCY INDUCED TRANSCRIPTION FACTOR 1)の機能を解明し、その成果をThe Plant Cell誌に発表した。鉄は光合成や呼吸、代謝に不可欠だが、不足すると生育障害を引き起こし、過剰になると毒性を示す。研究では、CITF1が鉄欠乏応答の主要制御因子FIT(FER-LIKE IRON DEFICIENCY-INDUCED TRANSCRIPTION FACTOR)と直接相互作用し、鉄吸収を負に制御することを明らかにした。citf1変異体では根の伸長、根圏酸性化、鉄還元活性が増加し、逆にCITF1過剰発現株では鉄吸収が抑制された。さらにCITF1は、FITと他タンパク質との結合阻害、FITの核外移行促進、FIT-CITF1複合体形成による遺伝子発現抑制という三重の機構を通じてFIT活性を微調整することが判明した。これにより植物は環境中の鉄濃度変化に応じて吸収量を最適化できる。研究成果は、鉄欠乏に強く栄養価の高い作物の開発や、鉄欠乏性貧血対策に向けた作物改良への応用が期待される。

<関連情報>

CITF1はFIT活性を微調整して鉄の取り込みを制御する CITF1 fine-tunes FIT activity to regulate Fe uptake

Yuerong Cai,Rihua Lei,Junhui Zhao,Huaqian Ping,Dan Wang,Yang Li,Gang Liang
The Plant Cell  Published:13 June 2026
DOI:https://doi.org/10.1093/plcell/koag184

Abstract

Iron (Fe) is a vital micronutrient essential for plant growth and development. Under Fe-deficient conditions, plants activate their Fe uptake system to ensure adequate Fe supply. The FER-LIKE IRON DEFICIENCY INDUCED TRANSCRIPTION FACTOR (FIT) serves as a central regulator of the Fe uptake system, existing in both inactive and active states in Fe signaling regulation. Plants have evolved intricate mechanisms to modulate FIT activity in order to maintain Fe homeostasis. In this study, we uncover that the CU-DEFICIENCY INDUCED TRANSCRIPTION FACTOR 1 (CITF1) regulates Fe uptake by modulating FIT activity. Functional and genetic analyses demonstrate that CITF1 regulates Fe uptake in a FIT-dependent manner. Mechanistic investigations reveal that CITF1 modulates FIT activity through three distinct mechanisms: (1) interfering with BTSL1/2 interacting with FIT; (2) hijacking FIT protein from the nucleus to the cytoplasm; and (3) maintaining FIT in the FIT-CITF1 dimer to prevent FIT from activating Fe uptake genes. Collectively, our findings suggest that CITF1 regulates Fe uptake by fine-tuning FIT activity, thereby providing novel insights into the regulatory mechanisms of FIT.

細胞遺伝子工学
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