ゼニゴケ精子変態期のライブイメージング手法の確立と細胞内分解系の役割の解明

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コケ植物を含むいくつかの植物の系統は雄性配偶子として運動能をもつ精子を形成する。精子が形成されるまでの過程のうち精子変態と呼ばれる時期では、鞭毛の新規形成、オルガネラや細胞質基質の除去、膜成分の変化などの様々な細胞の変化が起こるが、その変化を制御する仕組みについては未解明な点が多い。本研究では、コケ植物タイ類に属するゼニゴケをモデルとして、精子変態期において活発化する細胞内分解系に注目し、細胞内分解系が精子変態期において果たす役割の解明を目指す。特に精子変態期のライブイメージング手法の確立と、細胞膜タンパク質の分解に関わる因子の解析を主軸として研究を進めている。精子変態期ライブイメージング手法の確立について、ガラスボトムディッシュ上での造精器の培養条件の検討および観察条件の検討を行った。また細胞膜、液胞、鞭毛、アクチンの動態を観察するための各種マーカーラインの作出を行った。更なる観察条件の検討と最適化を進めるとともに、作成したマーカーラインの観察を順次進めていく。細胞膜タンパク質の分解の過程ではたらくタンパク質複合体であるESCRT-IIIについて、精子変態期における局在観察や機能阻害実験を行った。その結果、ESCRT-IIIが関与する細胞内分解系が精子変態に重要な役割を果たすことを明らかにした。また他の細胞内分解系であるオートファジーの精子変態期への関与についても解析を行い、精子変態期において起こるゴルジ体、ミトコンドリア、プラスチドなどの様々なオルガネラの分解や動態に重要な役割を果たすことを明らかにした。