植物特有の低分子量GTPaseが連携する仕組みを発見 – 植物の生殖を支える新しい細胞内情報伝達メカニズム –

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2026-09-18 基礎生物学研究所,お茶の水女子大学,京都府立大学,名古屋大学

シロイヌナズナを用いた研究で、植物特有の低分子量GTPaseネットワークの新たな情報伝達機構が明らかになった。基礎生物学研究所などの研究グループは、RAB5と植物特有のROP7という異なるGTPaseを、タンパク質REAP1/AtSWAP70が橋渡しすることを発見した。RAB5は細胞内輸送を担うエンドソームに関わり、ROP7は細胞の形づくりなどを制御するが、REAP1を介して両者が連携し、ROP7を細胞膜からエンドソームへ移動させることが示された。さらに、このRAB5-REAP1-ROP7ネットワークの機能低下により花粉形成に異常が生じ、とくに一細胞期から二細胞期への発達が阻害された。成果は、植物が独自に進化させたGTPase同士のクロストークが生殖を支えることを示すもので、今後は発生や環境応答への関与も調べられる。

植物特有の低分子量GTPaseが連携する仕組みを発見 – 植物の生殖を支える新しい細胞内情報伝達メカニズム –
図1: 本研究で明らかになった植物の低分子量GTPaseのクロストーク

<関連情報>

REAP1/ SWAP70は、有性生殖中にRAB5とROPのシグナル伝達を統合する REAP1/AtSWAP70 integrates RAB5 and ROP signalling during sexual reproduction

Emi Ito, Natalia Julia Rzepecka, Yoko Ito, Tomoko Hirano, Kazuo Ebine, Yoshihisa Oda, Masa H. Sato, Akihiko Nakano, Tomohiro Uemura & Takashi Ueda
Nature Plants  Published:17 September 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41477-026-02368-8

Abstract

Small GTPases of the Ras superfamily are critical regulators of diverse cellular processes. While crosstalk between their signalling pathways has been documented in animals, similar mechanisms remain unexplored in plants, where small GTPases have undergone unique evolutionary diversification. Here we identify REAP1/AtSWAP70 as an effector in Arabidopsis thaliana that interacts with the active forms of both canonical RAB5 and the plant-specific RAB5, ARA6. Remarkably, REAP1 also binds to active ROP7, a plant-unique Rac-type GTPase, via its Dbl homology domain. REAP1 localizes to endosomes and facilitates ROP7 recruitment from the plasma membrane, a process dependent on RAB5 activity. Genetic analyses reveal that the RAB5–REAP1–ROP7 signalling cascade is essential for gametogenesis, impacting pollen viability and development. This study provides evidence of functional crosstalk between RAB and ROP signalling in plants, unveiling a layer of regulatory complexity in plant GTPase signalling during plant reproduction.

細胞遺伝子工学
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