花粉管の精密な伸長方向制御を担う膜輸送機構のライブイメージングによる解明

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本研究は花粉管が誘引物質に反応した際に膜輸送や細胞骨格がどのように変化し、胚珠に向かって素早く正確に伸長していくのかをin vitroのアッセイ系でライブイメージングを用いて解明することを目的としている。平成29年度は以下の研究を行った。1　花粉管内の膜輸送のライブイメージング膜輸送に関わるゴルジ体、エンドソームのマーカーを用いて観察を行った。その結果、ゴルジ体マーカーは花粉管先端部のclear zoneと呼ばれる領域には局在しなかったが、エンドソームマーカーはclear zoneにも局在していた。また、胚珠に向かって伸長している花粉管では、エンドソームが花粉管先端部に偏る様子も観察された。これは、胚珠から分泌されるLUREなどの誘引シグナルにより花粉管内の膜輸送が変化していることを示唆している。さらに、エキソサイトーシスに関わる花粉管特異的small GTPase RAB11についてもライブイメージングと変異体の解析を行った。エキソサイトーシスに関わるRAB11を過剰発現させると、花粉管の枝分かれが見られたり、胚珠に反応した際に伸長方向が急激に変化したりする様子が観察された。RAB11とLUREの受容体であるPRK6の相互作用について調べるため、二重染色も行った。2　花粉管内のカルシウムイメージングカルシウム感受性の蛍光タンパク質GCaMP6を花粉管内で発現させたシロイヌナズナを用いて、花粉管が胚珠に向かって伸長する際のカルシウムダイナミクスをイメージングした。平成28年度までの結果から、培地中のカルシウム濃度に依存して花粉管の誘引率が変わることが示されている。今年度は、花粉管内のカルシウムとアクチンの制御を行うsmall GTPase ROP1の変異体について解析を行った。