光形態形成の初期過程としての細胞表層アクチン繊維構造変化の解析

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植物はその正常な発達・形態形成を行うために光を環境情報として利用しており,フィトクロム,青色光吸収色素を受容色素とする,いわゆる光形態形成反応を示す.シダ原糸体細胞ではこれら光受容体は細胞膜近辺に配向しており(Wada&Kadota 1987,1989),また,光受容体の存在部位と空間的に近い細胞表層部のアクチン繊維構造が光照射に伴い大きく変化することがわかっている(Kadota&Wada 1992ab).そこで本研究ではシダ原糸体細胞を用い,光信号伝達過程の解析として,光によるアクチン繊維構造変化の制御機構とその光形態形成反応における役割を明らかにすることを目的とした.1.生細胞中のアクチン繊維構造の観察光反応に伴うアクチン繊維構造の変化を動的に調べるため、ロ-ダミンファロイディンをエレクトロポレ-ョンにより生細胞中に導入した.エレクトロポレ-ションを行う際の電圧,電流,印加時間を様々に変え,アクチン繊維の生体染色を試みた.現在までのところ,観察に十分な染色には成功していないが,さらに条件を検討し,光によるアクチン構造の動的変化を解析する予定である.2.アクチン繊維構造変化の役割光屈性,先端部光膨潤反応では先端部のアクチンリング構造(Kadota&Wada 1989b)が変化し,これは微小管のリング構造の変化を伴う(Kadota&Wada 1992a).この反応が成長反応であり,微小管の配向が細胞壁ミクロフィブリルの配向を制御することから,アクチン構造の変化は微小管構造の変化を誘起する役割を負うと思われる.そこで細胞骨格重合阻害剤を用い,これが正しいか否か調べた.その結果,微小管阻害剤のコルヒチン,アミプロフォスメチルは微小管リング構造を破壊するもののアクチンリング構造には影響を与えないこと,これに対し,アクチン重合阻害剤のサイトカラシンBはアクチンリングを壊すだけでなく,微小管リング構造も破壊することがわかった(Kadota&Wada 1992c).予想した通り,このことは先端部リング構造においてアクチンは微小管の配向を決定していることを示している.