急速凍結固定-電子顕微鏡法による植物細胞と細胞小器官の超微細構築の研究

1988 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 62304007
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 村上 悟 東京大学, 教養学部, 教授 (70012367)
• 研究分担者: 植田 勝己 奈良女子大学, 理学部, 教授 (00031641) ; 黒岩 常祥 東京大学, 理学部, 教授 (50033353) ; 野口 哲子 奈良女子大学, 理学部, 助教授 (00135823) ; 大隅 正子 日本女子大学, 家政学部, 教授 (60060646) ; 田中 健治 名古屋大学, 医学部, 教授 (70013315)
• キーワード: 植物細胞の微細構造 / 急速凍結固定法 / 免疫顕微鏡法 / 葉緑体 / 細胞骨格 / 微小管 / ゴルジ体 / フィラソーム

研究概要

1.田中は分裂酵母の細胞骨格の微細構造を観察するため急速凍結置換固定の条件を検討し、アクチン顆粒(フィラソーム)が微細繊維からなる構造であることを明らかにした。大隅も同じ酵母でフィラソームを確認し、それがプロトプラストの細胞壁再生に関与していることを示す知見を得た。平田は酵母の核分裂に際して形成されるSpindle Polar Bodyの微細構造を明らかにし、加えてc-AMP代謝異常株で細胞質内に微繊維構造が形成されるのを見出した。急速凍結置換固定法が植物細胞の細胞骨格の微細構築と動態を研究するための優れた固定法であることが示された。
2.野口は、Na^+イオノフォア(モネンシン、10^<-7>〜10^<-5>M)処理によって花粉管伸長が阻害されるとともに、ゴルジ体のシスターネがトランス側からシス側に順に膨潤し、シスターネ周辺部での分泌小胞の形成が阻害されることから、分泌小胞の形成阻害が花粉管伸長阻害の原因であるとされることから、分泌小胞の形成阻害が花粉管伸長阻害の原因であると考えた。長船はコーグレナの細胞周期の特定の時間に葉緑体が互に融合し、核とも会合する現象を見出した。野口と長船の研究は急速凍結固定法が細胞小器官の動態の研究に有用な手段であることを示している。
3.村上は光合成膜上の親水性タンパク質粒子(ATPアーゼとフィコビリソーム)の、黒岩は葉緑体分裂環構造の微細構築を急速凍結固定法を用いて、通常の化学固定法より容易に、再現性よく、かつ明瞭に示し、それらの成分、超微細構築、形成を考察するための知見を得た。
4.植田は、急速凍結固定法と免疫顕微鏡法を組合せていくつかの微細藻細胞の微小管と微繊維を検出し、固定し、細胞分裂過程におけるそれらの挙動を解明した。
この研究で、急速凍結固定法は植物細胞でも有用な方法であることが示され、細胞構築についての理解が深まり、細胞化学的研究や免疫電子顕微鏡的研究への応用の道が開かれた。

研究成果

• [文献書誌] Noguchi,T.: Protoplasma. 147. 135-142 (1988)
• [文献書誌] Chida,Y.;Noguchi,T.: Biol.of Cell. 65. (1989)
• [文献書誌] Mita,T.;Kuroiwa,T.: Protoplasma,Suppl.1. Suprl.1. 133-152 (1988)
• [文献書誌] Kuroiwa,T.: Bot.Mag.,Tokyo. 102. (1989)
• [文献書誌] Murakami,S.: Journ.Electron Microsc.38. (1989)
• [文献書誌] Hayashi,Y.;Ueda,K.: Plant and Cell Physiol.28. 1357-1362 (1987)
• [文献書誌] Ueda,K.;Chida,Y.: Br.Phycol.Jourm.22. 61-65 (1987)
• [文献書誌] Goto,Y.;Ueda,K.: Planta. 173. 442-446 (1988)