2004 Fiscal Year Annual Research Report
高等植物における液胞の構造と形態形成に関する機能の解析
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04J11204
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
朽名 夏麿 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Keywords | タバコ培養細胞BY-2 / 液胞 / TVM / 立体再構築 / 細胞質分裂 / 細胞伸長 / 細胞板 / 画像解析 |
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| Research Abstract |
高等植物細胞の細胞質分裂における液胞膜系の構造および動態解析
タバコ培養細胞BY-2の分裂期に分裂装置周辺に出現する管状の液胞膜構造として近年見出したTVMについて,細胞質分裂における機能を探った.複雑なTVMの分布と形態を立体的に明らかにするため,立体再構築ソフトウェアREANTの開発を行なった.それによりスピニングディスクCLSM等により取得した連続光学切片からTVMの局在変化と巨大液胞化の過程を立体的かつ経時的に捉えることができた.TVMは細胞板形成にともなう切断の後,細胞板近傍に集積し,形成中の細胞板に一過的に蓄積することがわかった.また,蛍光色素FM4-64を用いた細胞板形成過程の可視化法を開発し,FM4-64の局在パターンについて画像解析を行なった.これらの実験からTVMが細胞板の成熟過程において膜成分の回収先として働いていることが示唆された.
細胞伸長時における液胞構造の発達過程の解析
細胞の形態変化における液胞構造の機能を明らかにするために,細胞の形が著しく変化する原形質分離,細胞伸長,ミニプロトプラストからの巨大液胞再生の3つのモデル系における液胞の構造変化について定量化等を行なった.とくに立体再構築を介して一細胞レベルで液胞の体積や表面積を導出し,液胞の立体構造変化の定量的解析に成功した.その結果,(1)原形質分離における細胞の体積減少がほぼ完全に液胞の収縮によるものであること,それにも関わらず液胞の表面積が一定に保たれていることがわかった.(2)細胞伸長時においては巨大液胞中に細胞の伸長方向に沿った太い細胞質糸が出現すること,(3)巨大液胞再生系においては液胞の巨大化に先んじて網管状の液胞構造が細胞全体に分布するようになり,その一部が膨張して巨大液胞になることが新たに見出された.
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