高等植物ゴルジ体の形成機構に関する分子細胞生物学的解析

本研究では,高等植物ゴルジ体の形成機構を明らかにするために,ゴルジ体層板の前期区画と後期区画を異なる色の蛍光タンパク質マーカーで標識して,共焦点顕微鏡を用いて詳細な解析を行った.幾つかの植物材料と発現手法を用いて,マーカーの蛍光強度を検討した結果,シロイヌナズナの培養細胞において,前期区画マーカーと後期区画マーカーを一過的に共発現させたものが,観察材料として優れていた.これを用いた観察の結果,植物ゴルジ体は,前期区画と後期区画がサンドイッチ状に常に隣り合った構造をとり,一つの構造ユニットとして細胞内を活発に運動することが明らかになった.また,この時,前期あるいは後期区画のどちらかの区画のみから構成されているゴルジ体は,ほとんど存在しなかった.また,詳細な三次元での共焦点タイムラプス解析によって,植物ゴルジ体同士が,特徴的な相互作用を高頻度に行っていることが明らかになった.また,非常に低い頻度ながら,この相互作用を通じて,一つのゴルジ体ユニットから前期区画成分のみが失われ,後期区画成分のみが残存する現象が観察された.これまでのPreliminaryな結果では,この現象の出現頻度は,出芽酵母ゴルジ体での槽成熟が起こる頻度よりもかなり低い.現在,この現象が,前期区画の蛍光タンパク質マーカーの退色などによるartificialな要因によるものなのか,あるいは,生理的な反応に基づく現象であるのかを識別するために,レーザー出力を抑え,時間分解能を上げた測定条件下で詳細な解析を行っている.

本研究では,高等植物ゴルジ体の形成機構を明らかにするために,ゴルジ体層板の前期区画と後期区画を異なる色の蛍光タンパク質マーカーで標識して,共焦点顕微鏡を用いて詳細な解析を行った.幾つかの植物材料と発現手法を用いて,マーカーの蛍光強度を検討した結果,シロイヌナズナの培養細胞において,前期区画マーカーと後期区画マーカーを一過的に共発現させたものが,観察材料として優れていた.これを用いた観察の結果,植物ゴルジ体は,前期区画と後期区画がサンドイッチ状に常に隣り合った構造をとり,一つの構造ユニットとして細胞内を活発に運動することが明らかになった.また,この時,前期あるいは後期区画のどちらかの区画のみから構成されているゴルジ体は,ほとんど存在しなかった.また,詳細な三次元での共焦点タイムラプス解析によって,植物ゴルジ体同士が,特徴的な相互作用を高頻度に行っていることが明らかになった.また,非常に低い頻度ながら,この相互作用を通じて,一つのゴルジ体ユニットから前期区画成分のみが失われ,後期区画成分のみが残存する現象が観察された.これまでのPreliminaryな結果では,この現象の出現頻度は,出芽酵母ゴルジ体での槽成熟が起こる頻度よりもかなり低い.現在,この現象が,前期区画の蛍光タンパク質マーカーの退色などによるartificialな要因によるものなのか,あるいは,生理的な反応に基づく現象であるのかを識別するために,レーザー出力を抑え,時間分解能を上げた測定条件下で詳細な解析を行っている.