Studies of cytoplasmic freezing in land plants

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植物は動物のように動きまわることはできない。また、動物では発生過程において細胞の位置関係も大きく変化するが、周囲を細胞壁に囲まれる植物細胞においてその位置関係を変えることもない。一方、植物は目まぐるしく変化する環境に耐える巧妙な応答能を獲得している。植物個体は動くことができないが、植物細胞内では原形質流動とよばれる細胞質内で顆粒状の物質ないしはオルガネラが流れるように動く現象が知られている。原形質流動速度は植物個体の成長にも影響を与えることが知られ、生理学的な重要性が理解されつつある。また、その運動機構は、動物の筋肉収縮の機構とよく似ていて、ATPをエネルギー源とし、細胞骨格であるアクチン上をモータータンパク質のミオシンが動くことによって生じることが知られている。一方、葉緑体は葉緑体アクチンと呼ばれる独自の運動系を備えることもわかっている。我々は、原形質の動きが環境刺激によって一定時間停止する現象を発見した。そこで本研究では、モデル植物ヒメツリガネゴケを用いてサイトプラズミックフリージング現象を解析してきた。これまでに細胞核、葉緑体にサイトフプラズミックフリージング現象が誘発されることを確認している。また、細胞膜、ミトコンドリア、小胞体、ゴルジ体、ペルオキシソーム、液胞についても、サイトフプラズミックフリージング現象が誘発されるかを検証するため、蛍光タンパク質を融合させたマーカーラインを作出した。また、細胞骨格、カルシウムイオンシグナリングの関与を調べるため、細胞骨格である微小管、アクチン繊維、カルシウムセンサーの蛍光ラベル化株を作成した。以上についての株は、実際にそれぞれ目的の局在を示すことを確認の上、サザンブロットを行うことにより利用株の特定を行った。一方、解析システムについては、多色多検体同時イメージング装置ならびに動態追尾イメージング装置をセットアップした。