[16: オゾンストレスに対する植物の応答]

科学技術ソフトウェア データベース

○これ以外には？

■現在これ以外に何をやっているかと言いますと、大気汚染ガスの話ですね。

○おっと忘れるところでした。その話をお聞かせ下さい。

■まだやり始めたばっかりで見習いの段階なんですが。大気汚染ガス、具体的にはオゾンガスに対する植物への傷害メカニズムの研究をやってます。

○ふむ。自然界でオゾンというと？

■はい。普通にオゾンというと思い出されるのがオゾンホールですよね。成層圏での オゾンは確かに減りつつあると言われていますが。ですが、対流圏、僕らの生活圏に あるオゾンは増えてます。その発生源は排気ガス、そして工場の排煙などです。
　具体的な発生メカニズムは僕はあまり覚えていないので教科書をご覧頂くとして （笑）、基本的にはＮＯ2にエネルギー、太陽光、が加わるとオゾンができる。そしてオゾンの発生量というのは年々増加しています。オゾンは光化学スモッグの構成要素の一つで、光化学スモッグの８割はオゾンです。光化学スモッグっていうのはなくなったように思われていますが、まだあるそうです…。

○え、そうなんですか？

■あるんです。昔みたいに人がバタバタ倒れるかどうかはよく知りませんが、発生量は上がっているところが多いんです。

○そうなんですか。

■ええ。ただより新しい問題である環境ホルモンとかダイオキシンみたいなものが出て来ちゃったので…、世の中がこの問題に「飽きちゃった」んですかね。

○うーむ…。そうなのかなあ。

■でも、オゾンは確実にある。人間にも影響があるんでしょうけど、僕は植物。植物 に与える影響というのをやってまして、それで具体的にどうなるか。オゾンは気孔か ら植物に取り込まれますが、それでどういうことになるのかといいますと、オゾン自 体が酸化作用があるので、植物を構成している細胞膜の成分を酸化させてしまい機能 をなくすとか、あるいはタンパクを破壊するといったことを引き起こします。

○はい。

■さらにタチの悪いことに直接破壊するだけではないんです。植物は光合成をしない と生きられないのですが、オゾン＋光というのが最悪なんです。単にオゾンだけなら 被害は大したことはないでしょうが、光の下のオゾンというのは、さらにいろいろな 活性酸素物質を作るんです。相乗的に植物内で活性酸素を増やしていくんです。

○だから逆に植物はビタミンとかを作って活性酸素を消しているんですよね。

■そうですね。もともと植物は光に依存して生きる生物なので、そういうのが多量に 必要です。活性酸素を消すメカニズムにはいくつかあります。その一つが今おっしゃ った活性酸素を還元するような物質ですね。アスコルビン酸だとかグルタチオンみた いな還元物質が関与しているんです。そういうもので直接活性酸素を消しています。
　あるいは、これは植物に特異的なんですが、代謝経路を使って活性酸素を消すこと もしています。これはアスコルビン酸とグルタチオンを利用する回路なんですが、 SODやAPX、GRという酵素を使って、活性酸素を消して水に変える回路です。アスコル ビン酸-グルタチオン回路っていうそのままの名前がついています。
　実際、僕の（環境研での）先輩がこの回路の中の酵素を植物にたくさん作るように 導入して、ある程度活性酸素に強い植物を作ったという報告もあるので、この系を強 くすることで大気汚染ガスに強くなるだろうということがいえます。

○並木に強い木ってありますよね。ああいうのは、活性酸素消去系っていうのが強いんですか。

■強い、っていうのは枯れないっていうことだと思うんですが、枯れるまでには非常に多くのステップがあるんですよ。

○ああ。

■というのは、まずオゾンを取り込むか取り込まないかで違いますよね。オゾンが発生したときに、すぐにバタッと気孔を閉じてしまうものもいますから。

○そういうのもいるんですか。へー。

■そういう防御の仕方をしているのもいます。これならば傷害は出にくいですよね。 次にこの部分で違いがないとしたら、今度はオゾンを取り込んだときに、もともと活 性酸素を消去するもの──例えばアスコルビン酸が多いもの──なんかは強いでしょ うね。

○種によって大きく差がある？

■植物種により差があるし、また同じ植物でも若い葉とそうでない葉とでも差があります。例えばタバコではアスコルビン酸の量が上の方、つまり若い葉の方が量が非常 に多いんです。ですから比較的オゾンなどには強い。
　それに対して下の方の葉は、アスコルビン酸量が少なく、オゾンに弱いです。合目 的的に考えれば、年寄りを切っちゃうということになるでしょうか。下は切ってしま って上は残すと、そういうメカニズムで個体を残すということです。
　さらにですね、枯れる枯れないでいいますと、ポジティブな枯れ方とネガティブな枯れ方があるんです。

○アポトーシスとかですか。

■そうです。ポジティブな枯れ方としては、programmed cell deathを通したやり方 で、それ以上活性酸素による被害が全体に広がらないようにしようとする事が挙げら れる。このような枯れ方もあれば、本当に「もうダメ」みたいな枯れ方もあるわけです。

○なるほど（笑）。