力学的刺激によるトライコームを起点とする情報伝達機構の解明

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本研究は、植物において力学的刺激により活性化される自然免疫の誘導機構解明に向けて、カルシウムウェーブ現象に着目し、Ca2+放出の起点となるトライコームの構造とイオン動態の解析、それに関わる分子の細胞内挙動を可視化し、力学的刺激が惹起するトライコームを起点とした情報伝達機構の解明を目指すものである。令和4年度は、トライコーム基部とそこに隣接する細胞について、2万倍程度の倍率で広域撮像したものを画像解析ソフトImage Pro 3D（Media Cybernetics社）を用いて3次元立体再構築することを計画の中心に据えた。そこで、まずは生きている細胞に最も近い状態で固定ができる高圧凍結固定法によりシロイヌナズナ本葉のトライコームとその周辺の細胞を固定し、電顕観察用に樹脂包埋ブロックを作製した。電顕観察では、500枚の連続超薄切片作製し切片SEM観察によるアレイトモグラフィーにより取得した画像をつなぎ合わせ3次元再構築を試みた。その結果、197枚のトライコーム基部低倍像から約16μmの距離を再構築し、トライコーム基部の葉肉細胞に接する側から半分の領域の構造と隣接細胞との接続部位を把握することに成功した。これらの結果から、カルシウムウェーブの重要な現象である隣接細胞との連絡・伝達に関わる構造やカルシウムウェーブの起動システムについて新たな仮説（詳細については割愛）を立てるに至った。この仮説は、申請時の研究計画を進めることで証明ができるものと考える。