オーキシンが重要な転写因子を分解して雌しべの境界を形成する仕組みを解明(Researchers Reveal How Auxin Establishes Pistil Boundary by Degrading Key Transcription Factor)

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2026-08-26 中国科学院(CAS)

植物の雌しべにおいて、ホルモン「オーキシン」が組織境界を形成する分子機構を、中国科学院植物研究所、オックスフォード大学、清華大学などの研究チームが解明した。PNAS掲載の研究では、モデル植物Capsella rubellaを用い、雌しべ先端で濃度が高いオーキシンが、26Sプロテアソームを介して転写因子CrETTを分解することを発見した。特定モチーフPxSを変異させてCrETTの分解を阻害すると、柱頭と花柱の境界が失われ、花柱様組織が柱頭側へ侵入する異常が生じた。さらに進化的解析から、このオーキシン依存的なタンパク質分解機構は被子植物で獲得されたことが示された。本成果は、オーキシンが遺伝子発現制御だけでなく、タンパク質を直接除去することで植物組織の境界を構築する仕組みを示すもので、花の生殖器官の進化や発生機構の理解に貢献する。

オーキシンが重要な転写因子を分解して雌しべの境界を形成する仕組みを解明(Researchers Reveal How Auxin Establishes Pistil Boundary by Degrading Key Transcription Factor)
Schematic model for auxin-dependent CrETT degradation in stigma-style boundary establishment. (Image by DONG Yang)

<関連情報>

オーキシン誘導性ARF転写因子の分解が組織境界を規定する Auxin-induced ARF transcription factor degradation defines tissue boundaries

Jeonghwan Ahn, Quan Yuan, Yi-Ning Ding, +21 , and Yang Dong
Proceedings of the National Academy of Sciences  Published:August 25, 2026
DOI:https://doi.org/10.1073/pnas.2612105123

Abstract

How organs partition themselves into discrete domains with distinct functions is a fundamental question in biology. The gynoecium of flowering plants provides an excellent system to address this question. Here, we show that the boundary between the stigma and style at the gynoecium apex is established by the complementary distribution of the phytohormone auxin and the Auxin Response Factor (ARF), ETTIN (ETT). Mechanistically, auxin induces ETT protein destabilization via the ubiquitin–proteasome pathway. A short sequence motif within an intrinsically disordered region is required for this auxin-triggered degradation. Disruption of this motif leads to ectopic ETT accumulation at the gynoecium apex and consequently abolishes stigma-style boundary development. We further demonstrate that this previously unrecognized mode of auxin-induced ARF instability is evolutionarily conserved among ETT orthologs across angiosperms. In summary, this study reveals how graded auxin distribution affects ARF transcription factor activity, contributing to the establishment of the stigma-style boundary, ensuring correct gynoecium formation and reproductive success in flowering plants.

細胞遺伝子工学
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