細胞内の「リサイクルセンター」とも呼ばれる液胞。植物では、この液胞が不要な物質を分解するだけでなく、種子において発芽のためのタンパク質を「貯蔵庫」のように蓄える、正反対の役割も担っています。この貯蔵タンパク質は私たちの食生活にも欠かせない重要な資源です。これまで、一度「貯蔵庫」である液胞に入ったタンパク質が、再び外（他の細胞小器官）へ運び出されることはないと考えられてきました。しかし、この常識を覆す発見がなされました。
酵母や動物細胞と同様に、植物の液胞は不要な細胞成分を分解する役割を担っています。それと同時に、種子の液胞は逆の役割、すなわち発芽時にエネルギー源となるタンパク質を大量に貯蔵する役割も果たしています。豆や小麦などの種子の液胞に蓄積されるこれらの貯蔵タンパク質は、植物の成長に不可欠であるだけでなく、私たちの日常の食生活に密接に関連する重要な農業資源でもあります。
これまで、タンパク質が液胞から他の細胞小器官へ輸送される可能性については全く知られていませんでした。
2025年10月3日に『Nature Plants』誌で発表された研究で、日本の基礎生物学研究所（NIBB）の馮 翌鴻（Yihong Feng）特任助教（博士）と上田 貴志（Takashi Ueda）教授らの共同研究チームは、モデル植物であるシロイヌナズナ（Arabidopsis thaliana）を用いて、膜タンパク質VAMP727を液胞膜からエンドソームに回収する逆行輸送経路の存在を明らかにしました。研究チームはさらに、この経路を担う分子機構も特定しました。
この論文のタイトルは「Retrieval from Vacuolar and Endosomal Compartments Underpinning the Neofunctionalization of SNARE in Plants（液胞およびエンドソーム区画からの回収が植物におけるSNAREの新規機能獲得を支える）」です。
馮博士は、「この新たに見つかった経路で機能するソーティングネキシンタンパク質は、動物や酵母とは異なり、植物で独自に多様化しています。我々の発見は、この輸送経路が植物特有の革新であることを示しています」とコメントしています。
上田教授はさらに、「植物固有の膜融合タンパク質であるVAMP727が、液胞からのリサイクル機構と共進化したことを示すことができました。これは、大量の貯蔵タンパク質蓄積に不可欠な種子植物における液胞タンパク質輸送の進化が、この逆行輸送経路の出現と密接に関連していたことを示唆しています」と付け加えています。
本研究は、植物がその歴史の中で進化させてきたユニークな膜輸送ネットワークの一部を明らかにするものであり、細胞生物学と植物科学の両方に新たな知見を提供するものです。
