根毛細胞をモデルとした植物の核移動現象における局所的な液胞再編に関する研究

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まず、核移動における局所的な液胞再編の生理的意義を明らかにするため、液胞膜のダイナミクスが低下した変異体での核移動の様子を観察した。その結果、この変異体では核が細胞周縁部を這うように遠回りして根毛形成位置に核が移動する様子が観察された。定量的な解析の結果、この変異体では野生型に比べて、核の移動速度自体は有意な差はないものの、核の移動距離が長く、これが主要因となって根毛形成位置への到達に必要な時間が長くなることが明らかになった。つまり、局所的な液胞再編は「根毛形成位置に速やかに核が移動し、根毛成長を開始するのに必要である」ということが明らかになった。また、蛍光タンパク質を用いて、アクチンと液胞の動態を高精度に捉えるイメージング系の確立も行った。その結果、核移動前から、根毛形成位置と核をつなぐ領域に微小な液胞間隙が形成されることを突き止めた。更に、この間隙が核移動開始の直前に巨大化し、明確な核移動経路が構築される様子も観察された。また、液胞膜に局在する蛍光タンパク質を用いた液胞観察では、液胞の中と外を区別することが難しいという欠点があることがわかったため、空間的分解能は劣るものの、液胞内部のみを可視化できるBCECF-AM染色による観察系も確立した。その結果、移動経路となる領域では蛍光が観察されず、間隙が形成されていることを確認できた。更に、アクチン繊維を可視化するレポーターを用いて、核移動過程におけるアクチン動態を解析した。核と根毛形成位置をつなぐ領域にアクチン繊維束が恒常的に形成されている様子が観察された。このアクチンは、核に根毛形成位置の位置情報を付与すると同時に、核移動の動力源となることが予想される。