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　九州大学大学院理学研究院の佐竹暁子准教授と関元秀特任助教、大原隆之学振特别研究员は、英国ケンブリッジ大学、ドイツのマックスプランク研究所、ブラジルバイオエタノール科学技术研究所と共同で、概日时计を用いた植物の巧みな代谢制御の一端を明らかにしました。独立栄养生物である植物は、光のある昼の间に光合成を行い获得した光合成产物の一部を叶緑体内にデンプン颗粒として蓄えておき、光合成ができない夜间にはそれを分解して生存?生长に必须のショ糖等の栄养をつくります。蓄えに回す割合が少なすぎると夜间に栄养不足に陥りますが、蓄えに回しすぎると今度は昼间のショ糖が不足して成长が妨げられてしまいます。さらに昼の长さは季节の进行とともに刻々と変化します。この変化に合わせて昼间のデンプン蓄积と夜间のデンプン消费を调整しなくてはなりません。このような効率的かつ柔软なデンプン代谢を可能にするメカニズムはこれまで未解明のままでした。
　研究グループは数理モデリングの手法を用いて、先行研究の断片的な実験结果を统合することで、概日时计と光、そして植物の成长に直接利用されるショ糖に着目したデンプン代谢系モデルを开発しました。ほとんどの生物は概日时计をもっており、この时计を用いて24时间の周期をもった活动を制御しています。さらに时计の针は夜明けや日暮れに生物个体や细胞が光の変化を感知したときに进んだり遅れたりして调节されることが知られており、それにより昼の长さの季节変化に対応すると考えられてきました。しかし今回のモデルを解析した结果、植物が昼の长さの変化に応じて効率的なデンプン代谢を行うためには、光刺激に加え、光合成で自ら作り出した糖の浓度上昇?低下を感知したときにも时计の针を调节していることがわかりました。グループが开発したモデルの予测は、光刺激には反応するけれども糖刺激に対しては针を动かさない概日时计をもつ、シロイヌナズナの突然変异体を用いた実験で确かめられました。予测通りこの突然変异体は24时间周期のデンプン蓄积?分解活动はするけれども、昼が长い时にデンプンを过剰に蓄えるという非効率なふるまいを见せたのです。
　ショ糖の恒常性維持には概日時計の柔軟さが必要であるという新しい見方を提示した本研究は、2017年8月16日（英国時間10時）にオンライン科学誌「Scientific Reports」（https://doi.org/10.1038/s41598-017-08325-y）に発表されました。

（参考図1）
植物の概日时计とデンプン代谢系の相互调节モデル。

（参考図2）
昼の间にデンプンをどれだけ蓄えるか、数理モデルの予测と実験の结果。