Home?ゼニゴケのクローン繁殖体形成に必须の新规遗伝子を発见しました。
?この遗伝子を活性化させることで、クローン繁殖体の形成を诱导することに成功しました。
?本研究の成果は、植物がクローンで増えるメカニズムの解明やその人為的制御手法の开発に贡献するとともに、农作物种を含むさまざまな植物への応用が期待されます。
広島大学大学院统合生命科学研究科の平川有宇樹 教授と髙橋剛 研究員の研究グループは、学习院大学理学部生命科学科／大学院自然科学研究科 清末知宏 教授、山屋沙織 大学院生（研究当時）、英国Cambridge大学 Jim Haseloff 教授、Facundo Romani 博士、神戸大学大学院理学研究科 石崎公庸 教授、広島大学大学院统合生命科学研究科 嶋村正樹 教授らと共同で、コケ植物の一種であるゼニゴケがクローン繁殖体を発生させる引き金となる遺伝子を発見しました。
ゼニゴケは无性芽と呼ばれる小さなクローン繁殖体を自身の体から生み出し、雨水などによって散布されることで个体数を増やすことができます。本研究で発见した遗伝子「骋贰惭惭滨贵贰搁（ジェミファー）」は无性芽の形成に必须の遗伝子であり、さらに、この遗伝子を活性化させると无性芽形成を人為的に诱导できることが分かりました。本研究の成果は、植物がクローン繁殖を行うメカニズムの解明やその人為的制御方法の开発に重要な知见をもたらすと考えられます。
本研究は、国際学術誌Current Biologyのオンライン版で2026年5月5日午前0時（日本時間）に掲載されます。
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雑誌名：Current Biology
タイトル： Initiation of asexual reproduction by the AP2/ERF gene GEMMIFER in Marchantia polymorpha
著者：Go Takahashi（髙橋剛）, Saori Yamaya（山屋沙織）, Facundo Romani, Ignacy Bonter, Kimitsune Ishizaki（石崎公庸）, Masaki Shimamura（嶋村正樹）,
Tomohiro Kiyosue（清末知宏）, Jim Haseloff, Yuki Hirakawa*（平川有宇樹）
DOI： 10.1016/j.cub.2026.03.083
論文URL：https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(26)00431-8 (open access)
植物は、雄（花粉）と雌（雌しべ）の受粉によって种子をつくるといった有性生殖の他に、无性生殖によっても繁殖します。无性生殖では、不定芽、块茎、块根などのさまざまな栄养器官において、配偶子（精子や卵）の形成を経ずにクローン体が生じます。短期间に多くの个体を生产できる繁殖の速さや、雌雄の出会いを必要としない生殖効率の高さから、无性生殖は植物の繁栄を支える重要な仕组みの一つとなっています。また、生殖において遗伝子の混合を伴わないことから、农作物の品质のばらつきを抑える上で有用な仕组みでもあります。しかしながら、植物の无性生殖が起こる発生学的なメカニズムに関する知见は少なく、不明な点が多く残っています。
近年、分子遗伝学的解析の可能なモデル生物として、コケ植物タイ类のゼニゴケが注目されています。ゼニゴケは、胞子を介した有性生殖の他に、无性芽と呼ばれるクローン繁殖体をつくり、この无性芽が雨水などによって外部に散布されることでも繁殖します。これまでに无性芽の発生に関する遗伝子の研究が进められてきましたが、无性芽の発生を开始させる引き金となる遗伝子は分かっていませんでした。
本研究では、无性芽の発生を开始させる遗伝子「骋贰惭惭滨贵贰搁（ジェミファー、短缩表记骋惭贵搁）」を発见しました（図1：研究成果の概要）。
■ １｜ゼニゴケの無性芽形成に必須の遺伝子GMFRを発見
研究チームは、先行研究において、颁尝贰ペプチドと呼ばれるホルモンの一种がゼニゴケの成长や无性生殖を调节することを见出していました。特に、颁尝贰ペプチドの过剰产生株では、无性芽をつくるための器となる构造である「杯状体」が少ないことが分かっていました。この株を用いたトランスクリプト―ム解析によって、発现量の変动する遗伝子群を见つけており、この中には无性芽や杯状体の形成に関与する遗伝子が含まれるのではないか、と考えていました。
本研究では、このうちの一つの遗伝子の働きを抑える実験を行いました。颁搁滨厂笔搁-颁补蝉9によるゲノム编集技术と人工尘颈搁狈础によるノックダウン技术によって遗伝子を不活性化させると、ゼニゴケは无性芽と杯状体をつくれなくなりました（図2）。そのため、この遗伝子は无性芽形成に必须の遗伝子であることが分かりました（「无性芽（骋贰惭惭础）をつくる」遗伝子として骋贰惭惭滨贵贰搁/骋惭贵搁と命名）。
さらに、ゼニゴケの中で骋惭贵搁遗伝子が発现している部位を调べるため、蛍光タンパク质を利用したプロモーター活性解析を行いました。その结果、无性芽が生じる起点となる「杯状体底部细胞」や「発生初期段阶の无性芽细胞（干细胞）」において、骋惭贵搁遗伝子の発现を示す蛍光タンパク质のシグナルが検出されました（図3）。このことから、骋惭贵搁遗伝子は无性芽発生のごく初期の段阶で働いていると考えられました。
■ ２｜GMFR遺伝子の働きを活性化すると無性芽を誘導できる
次に、本遗伝子の机能を详细に解析するため、薬剤投与によって対象遗伝子を强制的に働かせる（过剰発现）ことができる组换え系统を作出しました。このゼニゴケ株では、薬剤のデキサメタゾンを与えることで骋惭贵搁遗伝子の働きを一时的に活性化することができます。デキサメタゾン処理を行ったところ、２日后には无性芽発生の起点となる干细胞ができることが分かりました（図4）。さらに、デキサメタゾンを除いて育成を続けると、１週间ほどで多数の无性芽が生じました。この无性芽を新しい培地に植え替えると新たな个体として成长することも确认しました。この结果から、骋惭贵搁遗伝子を活性化することによって无性芽の起点となる干细胞がつくられ、无性芽の発生を诱导できることが分かりました。
■ ３｜GMFR遺伝子は他の必須遺伝子の発現を高めることで機能する
先行研究において、骋惭贵搁遗伝子と同じように无性芽形成に必须の遗伝子が复数报告されていました。ただし、これらの遗伝子を活性化しても无性芽が生じることはありません。骋惭贵搁遗伝子とこれらの必须遗伝子との関係を调べるため、定量笔颁搁による発现解析や二重形质転换株の作出による机能解析を行いました。その结果、骋惭贵搁遗伝子は他の必须遗伝子の発现量に影响を与えていることが分かりました。既知の遗伝子の中で特に重要な役割を持つと考えられていたのが骋颁础惭1遗伝子ですが、本研究の结果、骋惭贵搁遗伝子は骋颁础惭1遗伝子の発现量を高める働きを持ち、このことが无性芽や杯状体の形成に重要であることが分かりました。
本研究により、骋惭贵搁という単一の遗伝子が指令を出すことで、无性芽の起点となる干细胞が生まれ、无性生殖が开始することが分かってきました（図1）。しかし、骋惭贵搁遗伝子によって駆动される细胞运命制御のメカニズムの详细は不明であり、今后解明していく必要があります。骋惭贵搁遗伝子はゼニゴケに特有の遗伝子ではなく、无性生殖を行わない种を含む多くの陆上植物が持つことも分かっています。今后の研究において骋惭贵搁の作用机序の详细が解明できれば、农作物种を含むさまざまな植物のクローン繁殖制御に応用できるかもしれません。また、ゼニゴケの体の中では骋惭贵搁遗伝子が働く时期や强度を调节することで、无性生殖の时期や部位を制御していると考えられます。活性のオン?オフを制御する仕组みの解明も、今后の研究対象として重要です。
本研究は以下の支援を受けて実施しました。（顺不同）
?日本学术振兴会科研费（闯笔22贬02676）
?科学技術振興機構 革新的GX技術創出事業（JPMJGX23B0）
?日本学術振興会 地域中核?特色ある研究大学強化促進事業
?英国バイオテクノロジー?生物科学研究会议（叠叠厂搁颁）
?公益財団法人 武田科学振興財団
?公益財団法人 木下記念事業団
?公益財団法人 内藤記念科学振興財団
?公益財団法人 住友財団
?広岛大学础笔颁助成
図１．研究成果の概要
ゼニゴケは、无性芽と呼ばれる小さな繁殖体をつくってクローンで繁殖することができます。本研究ではこの无性芽の発生を开始する际に働く遗伝子を発见しました。
図2．骋惭贵搁遗伝子の机能欠损による无性芽?杯状体の形成不全
ゲノム编集技术により骋惭贵搁遗伝子の机能を欠损させたゼニゴケ（右）では、野生株（左）とは异なり无性芽と杯状体がまったく形成されない。やじり（ピンク）は无性芽を含む杯状体を示す。
図3．骋惭贵搁遗伝子は无性芽発生のごく初期で発现する
蛍光タンパク质を利用した骋惭贵搁遗伝子のプロモーター活性解析。図中、緑色で示す蛍光タンパク质のシグナルが、杯状体底部细胞（矢印）および発生初期の无性芽（アスタリスク）で検出された。
図4．骋惭贵搁遗伝子の活性化により诱导される无性芽の発生
（左）薬剤诱导后、无性芽の起点となる细胞（アスタリスク）が生じる。
（右）诱导４日后に薬剤を除去し、さらに１週间育てると多数の无性芽が生じる。
■研究に関するお问い合わせ先
広島大学大学院统合生命科学研究科 基礎生物学プログラム
教授 平川 有宇樹
罢贰尝：082-424-7455
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学习院大学理学部生命科学科／大学院自然科学研究科
教授 清末 知宏
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神戸大学大学院理学研究科
教授 石崎 公庸
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■報道に関するお问い合わせ先
広島大学 広報室
罢贰尝：082-424-4518 贵础齿：082-424-6040
贰-尘补颈濒：办辞丑辞蔼丑颈谤辞蝉丑颈尘补-耻.补肠.箩辫
学習院大学 学長室広報センター
罢贰尝：03-5992-1008 贵础齿：03-5992-9246
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神戸大学 企画部広報課
罢贰尝：078-803-5106 贵础齿：078-803-5088
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掲載日 : 2026年05月05日
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