マメ科など⼀部の植物は、根に根粒と呼ばれる器官を形成して微⽣物（窒素固定細菌）を感染させ、
共⽣関係を築いています。この「根粒共⽣」により、植物は細菌から窒素栄養を受け取る⼀⽅、細菌に
は光合成産物をエネルギー源として提供しています。この仕組みの分⼦基盤の解明は、基礎⽣物学と
農業への応⽤の両⾯から極めて重要です。
根粒共⽣の成⽴には、NODULE INCEPTION（NIN）と呼ばれるタンパク質（転写因⼦）が不可⽋
です。これまでの研究で、NINは根粒の形成、根粒内部への微⽣物の感染、共⽣窒素固定（微⽣物が
窒素を、植物が利⽤できるアンモニアに変換すること）に⾄る⼀連の過程で、遺伝⼦の働きを統括する
マスター制御因⼦として機能することが分かっています。しかし、植物が進化する過程で、NINがど
のようにして近縁の転写因⼦とは異なる、共⽣に特化した機能を獲得したのかは不明でした。
本研究では、マメ科植物ミヤコグサおよびその分⼦を⽤いて、NINが近縁のNIN-LIKE PROTEIN
（NLP）よりも広範なDNA配列に結合できる分⼦メカニズムを解析しました。その結果、DNA配列
に結合するNINの領域（DNA結合ドメイン）の直後に存在する、これまで知られていなかった15ア
ミノ酸からなる短い配列を同定し、この領域をFR（Following RWP-RK）と命名しました。NINは⼆
つつながった複合体（⼆量体）としてDNA配列に結合しますが、FRが⼆量体形成を安定化させ、DNA
結合の柔軟性を⾼めていることが分かりました。FRを⽋失させたnin変異体のミヤコグサでは、根粒
内部での微⽣物定着や窒素固定が正常に進⾏しなかったことから、NINが機能するにはFRが不可⽋
であることが明らかになりました。
さらに進化的解析から、このNIN型のFRは、根粒共⽣が出現する以前から⼀部の植物に存在して
いたことが分かりました。これは、NINが既存の転写因⼦の分⼦特性を基盤として進化したことを⽰
唆しています。本研究は、転写因⼦のわずかな構造変化が新たな⽣物機能を⽣み出す仕組みを明らか
にしました。持続可能な農業技術の開発に向けた基盤的な知⾒となることが期待されます。
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【題 名】 The root nodule symbiosis regulator NIN exhibits broad DNA-binding specificity conferred by an NLP-inherited motif
（根粒共⽣を制御する因⼦NINは、NLPから受け継いだモチーフによって広範なDNA結合
特異性を⽰す）
【著者名】 S. Nosaki, M. Noda, H. Onoda, M. Ito and T. Suzaki
【掲載誌】 Science Advances
【掲載⽇】 2026年１⽉30⽇（現地時間）
【DOI】 10.1126/sciadv.aeb8825
