バイオイメージング技術を用いた原形質連絡・細胞分化・細胞周期の動的関係の解析

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植物の形態形成の基礎となる細胞の運命決定には位置情報が必須である。植物細胞が持つ原形質連絡はそのような情報伝達経路の1つであり、様々な分子の細胞間輸送に重要であることが知られている。さらに原形質連絡は自身の開口度を動的に変化させ分子の輸送を制御し、結果として植物の発生制御に重要な役割を果たしていると考えられている。しかし、原形質連絡が個々の細胞の分化状態に応じてどのように制御されているのかはほとんどわかっていない。私はこれまでに、体制が単純で個々の細胞を観察することに適したヒメツリガネゴケの原糸体と呼ばれる組織を用い、光変換型蛍光タンパク質Dendra2を利用して原糸体における高分子の細胞間移動のカイネティクスを得ることを可能にした。私はこの解析方法を用い、原糸体の細胞の位置に応じて高分子の移動度に違いがあることを示した。本年度は、原糸体の発生過程における原形質連絡の分子輸送制御に関する論文の作成を目標とした。そのため、補足データとしてDendra2の移動度に対応した原形質連絡の数と構造の変化を電子顕微鏡によって観察した。その結果、原糸体では原形質連絡の孔の拡大が高分子の移動度の上昇要因であることが示唆された。さらに、4kDの比較的小さな蛍光プローブをマイクロインジェクションによって原糸体に導入し、その移動を観察した。その結果、Dendra2がほとんど移動できない細胞でも4kDのプローブは移動できることがわかった。この結果は、原糸体において原形質連絡が分子サイズに応じて分子の細胞間輸送を制御していることを示唆している。これらの結果から、原糸体では原形質連絡が孔のサイズを変化させることによって分子の細胞間輸送を分子サイズに応じて制御する「分子ふるい」として機能している可能性が示唆された。現在はこの結果についての論文を作成中である。