植物の体内時計と塩ストレスへの応答(In plants, sense of time is connected with sense of danger)

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2026-10-16 ワシントン大学セントルイス校

セントルイス・ワシントン大学の研究チームは、植物の体内時計が塩ストレスへの防御反応を制御する分子メカニズムを明らかにした。モデル植物シロイヌナズナを用いた研究では、体内時計に関わるタンパク質TICが、塩にさらされると細胞核内で液滴状の集合体を形成することを発見した。この変化によって、通常は塩ストレス防御遺伝子の働きを抑制する酵素群の作用が弱まり、防御遺伝子が活性化される。TICを欠損させた植物は塩に弱くなったが、体内時計の周期に合わせて明暗周期を約21時間に調整すると、塩への耐性が改善した。これは、植物のストレス耐性が環境から受ける刺激だけでなく、体内時計と外部環境の時間的な一致にも左右されることを示している。塩害は農地の生産性を低下させる重要な問題であり、今回の知見は、遺伝子編集や育種によって体内時計とストレス応答を調節し、耐塩性作物を開発するための新たな手がかりとなる。

<関連情報>

TIME FOR COFFEEは、塩耐性のための相分離とクロマチン制御を調整する TIME FOR COFFEE coordinates phase separation and chromatin regulation for salt tolerance

Wenwen Tian, Xinheng Lyu, Grace R. Qian, and Xuehua Zhong
Science Advances  Published:14 Oct 2026
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.aei1213

植物の体内時計と塩ストレスへの応答(In plants, sense of time is connected with sense of danger)

Abstract

The circadian clock enhances plant fitness by aligning internal timing with the external photoperiod, but how it coordinates spatiotemporal regulation with chromatin dynamics to improve salt tolerance is not well understood. Here, we show that the clock component TIME FOR COFFEE (TIC) forms biomolecular condensates in response to salt stress, but not to osmotic stress alone. Consistently, tic mutants were hypersensitive to salt stress yet displayed enhanced salt tolerance under 21-hour light-dark cycles matching their shortened circadian period, highlighting the importance of circadian clock in salt tolerance. Salt stress increases H3K9ac levels at the salt stress–responsive genes and induces their expression in a time-of-day–dependent manner in wild-type plants, whereas both H3K9ac level and transcriptional activation are attenuated in tic mutants. TIC physically associates with HD2-type histone deacetylases, and a subset of HD2 partially colocalizes with TIC condensates in the nucleolus under salt stress. Genetic and biochemical analyses showed that salt stress promotes TIC condensate formation, accompanied by reduced HD2 occupancy at salt stress–responsive loci, thereby elevating H3K9ac levels and promoting gene expression. Together, these findings uncover a mechanism by which salt-induced TIC condensate formation links chromatin regulation with circadian timing, thereby promoting plant adaptation to salt stress.

細胞遺伝子工学
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