細胞壁再生イメージング解析法による細胞壁ネットワーク構築メカニズムの解明

前年度、プロトプラストの細胞壁再生が遅くなる突然変異体の探索の結果、xyloglucan xylosyltransferase 1/2 (xxt1 xxt2)を同定した。この突然変異体は、細胞壁主成分の１つであるキシログルカンを欠損していることで知られる。本年度はこの突然変異体について詳細な解析を進めた。２４時間培養したxxt1 xxt2プロトプラストの細胞壁をカルコフロールという　β-グルカン染色試薬で染色したところ、xxt1 xxt2は確かに野生型よりも細胞壁再生が遅いものの、一見したところ野生型と類似した正常なネットワーク構造を形成することができることがわかった。この突然変異体を、キシログルカンを含む培地で培養した結果、カルコフロールで可視化されたネットワーク構造は太く明確な構造へと変化した。しかし、セルロース特異的な抗体を用いた免疫染色ではこのような構造変化は観察されなかった。また、電界放出型走査型電子顕微鏡によるセルロース微繊維の観察の結果、通常の培地で培養したxxt1 xxt2プロトプラストとキシログルカンを含む培地で培養したxxt1 xxt2プロトプラストの間には、見た目やネットワークの太さに違いが認められなかった。このことから、カルコフロール染色時に見られた見た目の変化は外因性キシログルカンの過剰沈着によるものと判断した。これらの結果はキシログルカンが正常なネットワーク構造を持つ細胞壁の構築に必須ではないことを示唆している。xxt1 xxt2は根や胚軸においてセルロースネットワークパターンに異常が観察されているが、本研究によってこのような異常がネットワーク構築後に生じるものであることが提案された。

前年度、プロトプラストの細胞壁再生が遅くなる突然変異体の探索の結果、xyloglucan xylosyltransferase 1/2 (xxt1 xxt2)を同定した。この突然変異体は、細胞壁主成分の１つであるキシログルカンを欠損していることで知られる。本年度はこの突然変異体について詳細な解析を進めた。２４時間培養したxxt1 xxt2プロトプラストの細胞壁をカルコフロールという　β-グルカン染色試薬で染色したところ、xxt1 xxt2は確かに野生型よりも細胞壁再生が遅いものの、一見したところ野生型と類似した正常なネットワーク構造を形成することができることがわかった。この突然変異体を、キシログルカンを含む培地で培養した結果、カルコフロールで可視化されたネットワーク構造は太く明確な構造へと変化した。しかし、セルロース特異的な抗体を用いた免疫染色ではこのような構造変化は観察されなかった。また、電界放出型走査型電子顕微鏡によるセルロース微繊維の観察の結果、通常の培地で培養したxxt1 xxt2プロトプラストとキシログルカンを含む培地で培養したxxt1 xxt2プロトプラストの間には、見た目やネットワークの太さに違いが認められなかった。このことから、カルコフロール染色時に見られた見た目の変化は外因性キシログルカンの過剰沈着によるものと判断した。これらの結果はキシログルカンが正常なネットワーク構造を持つ細胞壁の構築に必須ではないことを示唆している。xxt1 xxt2は根や胚軸においてセルロースネットワークパターンに異常が観察されているが、本研究によってこのような異常がネットワーク構築後に生じるものであることが提案された。