植物がもつ驚異的な防御力
An Amazing Plant Defense
植物がもつ驚異的な防御力
by Frank Sherwin, D.Sc. (Hon.) | Feb. 20, 2023
Although plants are not alive in the biblical sense,1 scientists continue to discover just how complex they are.2
植物は聖書でいうところの生物ではありませんが、科学者たちは、植物がいかに複雑なものであるかを発見し続けています。
It has been known for decades that plants have been designed with a fascinating immune system,3 but many questions still remain. Recently, another mystery has been solved: why pathogens cannot ordinarily enter the water pores, called hydathodes, of the leaves.
植物が魅力的な免疫系を備えていることは何十年も前から知られていましたが、いまだに多くの疑問が残っています。最近、もうひとつの謎が解き明かされました。通常、病原体は葉の排水組織と呼ばれる水孔に入ることができないのでしょうか？
Viewing the leaves of plants, one may see the process of guttation—the release of drops of xylem sap (containing sugars and potassium) from leaf tips. Guttation occurs mostly at night when humidity is high and transpiration (the release of water vapor through the stomata) is temporarily inhibited. The hydathode is the structure responsible for guttation.
植物の葉を見ていると、葉の先端から木部樹液（糖とカリウムを含む）が滴り落ちてくる「排水」という現象が見られることがあります。排水は、湿度が高く、蒸散（気孔から水蒸気を放出すること）が一時的に抑制される夜間に多く発生します。排水組織は排水を担う構造体です。
When plants take up more water via their roots than they lose through evaporation, they can use their water pores [hydathodes] on the leaf margins to release excess water. The pores literally prevent root water pressure from becoming too high. This is an important mechanism, but at the same time, risky. Pathogenic microorganisms can enter the plant's veins through these sap droplets to colonize the water pores.4
植物は蒸発で失う以上の水を根から取り込むと、葉の縁にある水孔（排水組織）を使って余分な水を放出することができます。文字通り、気孔が根の水圧が高くなりすぎるのを防いでいるのです。これは重要な仕組みですが、同時にリスクもあります。病原微生物は、この樹液滴から植物の葉脈に入り込み、水孔にコロニーを作ることができるからです。
Because the hydathodes connect the plants vasculature to the external environment, the Creator also designed them as an active part of the defense against bacteria and other invaders, “The biologists discovered that the water pores are part of both the plant's first and second line of defense against bacteria. In other words, they are involved in both the rapid initial response and the follow-up actions against the invaders.”4
しかし、創造主は植物の脈管構造と外界をつなぐ排水組織をバクテリアなどの外敵から身を守る役割も担うように設計されました。
生物学者たちは、水孔がバクテリアに対する植物の第一防御線と第二防御線の両方に関与していることを突き止めたのです。つまり、水孔は侵入者に対する迅速な初期反応と、その後の対処の両方に関与しているのです。
The scientists used a model plant called Arabidopsis or thale cress of the Brassicaceae family. This plant is used in botany research labs throughout the world. They also included two types of harmful bacteria: Xanthomonas campestris (a bacterium that causes a number of plant diseases including "black rot" in vegetables such as broccoli, brussel sprouts and cabbage) and Pseudomonas syringae (one of the most studied plant pathogens).
科学者たちは、アブラナ科のモデル植物であるシロイヌナズナ（Arabidopsis または thale cress）を用いました。この植物は、世界中の植物学の研究室で使われているものです。また、それらには2種類の有害なバクテリアも含まれていました。Xanthomonas campestris（ブロッコリー、芽キャベツ、キャベツなどの野菜の「黒斑病」をはじめ、多くの植物の病気を引き起こす細菌）とPseudomonas syringae（最も研究されている植物病原体の一つ）です。
Specifically, the scientists used mutants of Arabidopsis with deficiencies in their immune system that made them more susceptible to infection with the disease-causing bacteria.
具体的には、シロイヌナズナの免疫系には欠陥があるため、病気の原因となるバクテリアに感染しやすくなっている変異体を使用したのです。
What did they find? Two protein complexes were discovered: EDS1-PAD4-ADR1 that mediates (or moderates) Arabidopsis pattern-triggered immunity (PTI).
何を発見したのでしょうか？2つのタンパク質複合体が発見されました。EDS1-PAD4-ADR1がシロイヌナズナのパターン-トリガー免疫（PTI）を媒介（または調節）していることがわかったのです。
We propose that the EDS1–PAD4–ADR1 node is a convergence point for defence signalling cascades, activated by both surface-resident and intracellular LRR [leucine-rich repeat] receptors, in conferring pathogen immunity.5
我々は、EDS1-PAD4-ADR1ノードが病原体の免疫性を付与する際に、表面常在および細胞内LRR [leucine-rich repeat] 受容体によって活性化される防御シグナルカスケードの収束点であると提唱しています。
They also discovered BAK1 that interacts with Arabidopsis cell-surface RLK (receptor-like kinase) pattern-recognition receptors that activate PTI.6 These obviously designed and highly intricate complexes prevent bacteria from multiplying in the water pores.
さらに、BAK1がシロイヌナズナの細胞表面のパターン認識受容体であるRLK（receptor-like kinase）と相互作用し、PTIを活性化することも発見しました。これらの明らかに設計された高度に複雑な複合体は、水孔でバクテリアが増殖するのを防いでいます。
“The same immune responses also prevent these bacteria from advancing further into the plant interior. In addition, we discovered that when this first line of defense occurs, the water pores produce a signal that causes the plant to produce hormones that suppress further spread of the invading bacteria along the vascular system" [Harrold van den Burg, who led the team of researchers]. The team thus provides an important fundamental insight into how these natural entry points for bacteria have evolved and are protected by the plant's immune system.4
「また、同じ免疫反応によって、これらのバクテリアが植物内部にさらに進入するのを防ぐことができます。さらに、この第一線の防御が行われると、水孔から信号が発せられ、植物がホルモンを分泌して、侵入した細菌が血管系に沿ってさらに広がるのを抑えることを発見しました」［研究チームを率いるハロルド・ファン・デン・ブルグ（Harrold van den Burg）］。
このように、植物の免疫系によって守られているバクテリアに対する自然な侵入口がどのように進化してきたかについて、研究チームは重要な基礎的知見を提供しているのです。
Cell biologists of all stripes applaud such groundbreaking research, of course. But creation scientists challenge that these complex natural entry points evolved, evidently through chance and time. Instead, we would say the researchers gained an important fundamental insight into the clear design of these natural entry points for bacteria and are protected by the plant's immune system.
もちろん、あらゆる細胞生物学者がこのような画期的な研究に称賛しています。しかし、創造論科学者は、このような複雑な自然の入り口は、偶然と時間によって進化したものであることにはっきりと異議を唱えています。むしろ研究者たちは、このようなバクテリアの自然な侵入口が明確に設計され、植物の免疫システムによって守られているという重要な基本的洞察を得たと言えるでしょう。
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