樹木の長命細胞をモデルとした新規細胞死発現機構の解明

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本研究では、放射柔細胞の細胞死発現機構の解明を通じて心材形成の制御機構を明らかにすることを最終目標として、細胞死過程のイメージング解析に加えて、細胞死に伴う遺伝子発現の網羅的解析を行い、細胞死に伴って特異的に発現量が大きく変化する遺伝子や生成されるタンパク質の局在を明らかにする。本年度は、放射柔細胞の細胞死過程のイメージング解析を中心に研究を進めた。これまで、放射柔細胞が細胞死を迎えるまでの形成層からの距離は細胞ごとにばらついていることが報告されている。したがって、細胞死の進行程度を評価する上で、仮道管のように形成層からの距離を用いることは出来ない。そこで、核の形態変化を細胞死進行の指標としたインタクトな放射柔細胞における細胞死過程の解析、および、二次代謝を伴った細胞死を人為的に誘導する実験系を用いた解析を行った。トドマツを供試木として核の形態変化を細胞死進行の指標としたインタクトな放射柔細胞における細胞死過程の解析を行った結果、微小管の消失のタイミングが短命の放射仮道管とは異なることを明らかにし、長命細胞である放射柔細胞の細胞死過程が、道管や仮道管などの管状要素の細胞死と異なる機構をもつ可能性を示した。加えて、デンプン粒の消失のタイミングは、核の形態変化とは連動しないことを明らかにした。スギおよびカラマツを供試木として、二次代謝を伴った細胞死を人為的に誘導する実験系の中で起こる放射柔細胞の変化を解析し、インタクトな放射柔細胞の細胞死過程との比較を行った。本実験系の放射柔細胞においては、核の変形およびデンプン粒の減少が認められたが、これら細胞内における変化が起こるタイミングは、インタクトな放射柔細胞とは異なり細胞ごとにばらつきがほとんど認められなかった。この結果から、本実験系を用いることで、二次代謝を伴った放射柔細胞の細胞死過程を経時的に明らかにできることを示した。