植物が過酸化水素シグナルを感知する仕組みを解明

～銅イオンに依存した新たな酸化還元状態の感知機構～

2026（令和8）年5月18日
名古屋大学
理化学研究所
大阪大学
科学技術振興機構（JST）

発表のポイント

植物における過酸化水素シグナルの感知に必須な細胞膜受容体CARD1の細胞外領域の立体構造を、クライオ電子顕微鏡を用いて決定した。
CARD1は、ロイシンリッチリピートドメイン上の高度に保存された3つのヒスチジン残基を利用して銅イオンを保持していた。
CARD1が保持する銅イオンが、過酸化水素の感知に必須であることを明らかにした。

名古屋大学 トランスフォーマティブ生命分子研究所（WPI-ITbM）のAnuphon Laohavisit（ラオハビシット アヌポン） 特任准教授、藤本 和宏 准教授、柳井 毅 教授、東海国立大学機構 イノベーションコアファシリティセンターの伊藤 広樹 技師、西村 真弓 技師、理化学研究所 環境資源科学研究センターの石濱 伸明 研究員、白須 賢 副センター長、大阪大学 大学院薬学研究科の福田 庸太 助教、井上 豪 教授らの共同研究グループは、植物が重要なシグナル分子である過酸化水素（H₂O₂）を感知する新たな仕組みを解明しました。
H₂O₂に代表される活性酸素種（ROS）は、植物を含む多様な生物において重要なシグナル分子として機能します。植物では、ロイシンリッチリピート（LRR）受容体様キナーゼをコードするCARD1（別名HPCA1）が、H₂O₂の感知に必須な遺伝子として同定されています。しかしながら、CARD1がH₂O₂を感知する仕組みには多くの謎が残されていました。今回、共同研究グループは、構造生物学、遺伝学および生化学的手法を組み合わせてその解明に取り組み、CARD1細胞外領域のLRRドメイン上に結合した銅イオンが、H₂O₂の感知に必須であることを明らかにしました。本成果は、植物におけるROS認識機構の理解を大きく前進させるとともに、新たな作物保護技術の開発にも貢献することが期待されます。
本研究成果は、2026年5月18日（日本時間）付で英国科学誌「Nature Communications」に掲載されました。
本研究は、日本学術振興会（JSPS） 科学研究費助成事業（基盤研究A）（JP22H00364：白須 賢）、同（基盤研究B）（JP24K01718：Anuphon Laohavisit、石濱 伸明、福田 庸太）、科学技術振興機構（JST） 創発的研究支援事業（JPMJFR220G：Anuphon Laohavisit）、同 革新的GX技術創出事業（GteX）（JPMJGX23B2：研究代表者 野村 暢彦、共同研究者 白須 賢）、文部科学省 共同利用・共同研究システム形成事業 大学等研究卓越プログラム（CURE）（JPMXP1323015482：藤本 和宏、柳井 毅）、同 先端研究基盤共用促進事業（コアファシリティ構築支援プログラム）（JPMXS04411024：伊藤 広樹、西村 真弓）、三菱財団（Anuphon Laohavisit）、理化学研究所 最先端研究プラットフォーム連携事業（RIKEN TRIP）（白須 賢）の支援を受けて実施されました。

＜プレスリリース資料＞

本文　PDF（854KB）

＜論文タイトル＞

“A copper-dependent, redox-based hydrogen peroxide perception in plants”

DOI：10.1038/s41467-026-72573-8

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