植物の鋭い突起を日本語ではまとめて「トゲ」と呼びがちですが、植物学的にはthorn、spine、prickleで由来が異なります。2024年 Science 論文が解析した中心は、バラやナス類などで見られるprickle（表皮・表層組織由来の突起）です。
Solanumで少なくとも16回、prickle lossにLOG変異が関与
ナスと近縁野生種を比較すると、prickleを失った系統でcytokinin activationに関わるLONELY GUY（LOG）familyの変異が繰り返し見つかりました。研究は少なくとも16回のindependent prickle lossへLOG mutationが関与したと推定しています。
これは「1回起きた変異が広がった」だけではなく、似た形質変化に同じgenetic programが何度もco-optionされたconvergent evolutionの例です。
150 million年以上離れた植物でもhomologが使われていた
LOG homologはSolanumだけでなく、roseやriceを含む、1億5000万年以上前に分岐したangiosperm lineagesのprickle formationにも関与していました。
ただし、すべての植物のthorn/spineがLOGで決まるという意味ではありません。研究対象は形態学的に独立して進化したprickleと、その関連homologです。
CRISPRでprickle-free個体も作った
研究チームは新しいSolanum genetic systemを構築し、LOG orthologを編集することで、野生Solanum speciesとindigenously foraged berryでprickleを除去しました。
つまりこの研究は進化学だけでなく、収穫・加工を妨げるprickleを減らすcrop improvementへ直接つながるproof-of-conceptも持っています。
cytokinin全体を止めればよいわけではない
LOG familyはcytokinin activationに関与するため、無差別に機能を落とせば他の発生・生育形質へ影響する可能性があります。実用品種では対象LOG homolog、発現部位、off-target developmental effectを確認する必要があります。
この論文の重要点は「トゲなしバラをすぐ作れる」ことより、独立に進化したprickleが深い進化時間を越えて同じhormone-activation programを再利用していたことです。
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参考文献
- Satterlee JW et al. Convergent evolution of plant prickles by repeated gene co-option over deep time. Science. 2024;385:eado1663. https://doi.org/10.1126/science.ado1663
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