Bioimagingによる共生・形態形成・環境応答時のカルシウムイオン動態の解析

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カルシウムスパイキングは植物-微生物相互作用におけるシグナル伝達に重要な役割も持つと推定される植物細胞内での周期的なカルシウムイオン濃度の増減であり、このカルシウムスパイキングの共生における発生機構、シグナル伝達の下流因子の解析を行うことを目的に研究を行った。このカルシウムスパイキングを計測するために細胞内カルシウムイオンの挙動をリアルタイムでとらえるバイオイメージング技術を確立する必要があった。そのためマメ科モデル植物ミヤコグサにカルシウムイオン濃度により蛍光強度を変化させるタンパク質Yellow Cameleon(YC)を形質転換により導入し、その蛍光強度を観測することで、カルシウムイオン濃度をリアルタイムでとらえる技術、カルシウムイメージングをミヤコグサに導入することを成功させた。さらにカルシウムスパイキングの解析のため、共生変異体へのYCの導入を行い、いくつかの共生変異体においてカルシウムスパイキングの解析が可能となった。またこのカルシウムイメージングを他種植物でも可能とすることを目的に、イネへのYCコンストラクトの導入を形質転換により行い、現在、その形質転換体が得られ、イメージング解析可能な植物体の選抜を行うことができるようになった。さらにカルシウム蛍光指示薬のマイクロインジェクションによる導入技術と合わせたバイオイメージングを確立させた。この方法により、異なる2つの方法をもちいてカルシウムイメージングにより解明された現象を検証することができるようになったことに加え、ミヤコグサのみでなくイネなど他種植物へのイメージング技術の適用を行うことが可能となった。