補償作用と核内倍加現象に焦点をおいた葉形態形成の分子機構の解明

葉のサイズは細胞数と細胞の大きさにより決定される。そこで我々は葉のサイズ制御機構を明らかにするため、補償作用という現象に注目した研究を進めている。補償作用とは、葉原基における細胞増殖活性の低下により細胞数の減少が引き起されると、個々の細胞が大型化する現象である。しかし葉の発生に沿って、補償作用の動態を解析した研究例はまだない。本研究では補償作用を示す変異体の探索の結果(Horiguchi et al.,2006)、7種の変異体、fugu1からfugu5,angustifolia3,erectaおよびKIP-RELATED PROTEIN2過剰発現体の解析を総合的に行った。その結果、補償作用は細胞増殖活性を失った分化中の細胞で誘導される事が判明した。この事実から補償作用に見られる細胞の大型化は、細胞分裂の遅延による受動的なものではなく、能動的な細胞伸長促進の結果と考えられる。細胞伸長の促進には二つの異なるパターンがあり、fugu5では細胞伸長期間の長期化が、それ以外の変異株では細胞伸長速度の上昇が生じていた。次にこのような過剰な細胞伸長と核内倍数性との関係を調べた。興味深い事に、倍数性の増加は一部の変異体でのみ若干見られる程度であり、その事から倍数性の増加は細胞伸長の誘導には必須ではないと結論された(Ferjani et al.,投稿中)。これらの結果から、補償作用をもたらす細胞伸長制御系には少なくとも2種類が存在し、それとリンクした細胞増殖系も複数存在すると考えられる。

葉のサイズは細胞数と細胞の大きさにより決定される。そこで我々は葉のサイズ制御機構を明らかにするため、補償作用という現象に注目した研究を進めている。補償作用とは、葉原基における細胞増殖活性の低下により細胞数の減少が引き起されると、個々の細胞が大型化する現象である。しかし葉の発生に沿って、補償作用の動態を解析した研究例はまだない。本研究では補償作用を示す変異体の探索の結果(Horiguchi et al.,2006)、7種の変異体、fugu1からfugu5,angustifolia3,erectaおよびKIP-RELATED PROTEIN2過剰発現体の解析を総合的に行った。その結果、補償作用は細胞増殖活性を失った分化中の細胞で誘導される事が判明した。この事実から補償作用に見られる細胞の大型化は、細胞分裂の遅延による受動的なものではなく、能動的な細胞伸長促進の結果と考えられる。細胞伸長の促進には二つの異なるパターンがあり、fugu5では細胞伸長期間の長期化が、それ以外の変異株では細胞伸長速度の上昇が生じていた。次にこのような過剰な細胞伸長と核内倍数性との関係を調べた。興味深い事に、倍数性の増加は一部の変異体でのみ若干見られる程度であり、その事から倍数性の増加は細胞伸長の誘導には必須ではないと結論された(Ferjani et al.,投稿中)。これらの結果から、補償作用をもたらす細胞伸長制御系には少なくとも2種類が存在し、それとリンクした細胞増殖系も複数存在すると考えられる。