Secretory

植物細胞におけるタンパク質分泌機構の解析

植物は地面に根を張り、静かに生きているように見えます。しかし、植物の細胞内では、原形質流動によりオルガネラが活発に動いています。特に、ゴルジ装置や輸送小胞などの細胞内輸送系オルガネラは高速に移動しており、一般的な化学固定法だけでは、生きた状態に近い超微形態を捉えることが困難です。

私たちは、生細胞に近い状態で細胞内輸送系オルガネラを観察するため、高圧凍結技法を導入し、植物培養細胞や植物器官に適した凍結・固定・包埋条件を検討してきました。高圧凍結技法による電子顕微鏡観察と、生細胞蛍光イメージングを組み合わせることで、植物細胞におけるゴルジ装置から細胞外への物質分泌機構を解析しました。

その結果、分泌性タンパク質や細胞壁成分は、ゴルジ装置の末端に位置する小胞塊状のトランスゴルジ網、およびゴルジ装置から離れた小胞塊状の構造体に局在することがわかりました。この構造体は細胞内を高速で移動し、最終的に細胞膜や細胞板に融合することから、タンパク質や細胞壁成分の分泌を担う構造体であると考えられました。

私たちはこの構造体を「分泌小胞塊（Secretory Vesicle Cluster: SVC）」と名付け、SVCが植物細胞の分裂や伸長といった、植物の増殖に不可欠な現象に深く関わることを明らかにしました。

さらに、タバコBY-2細胞を対象とした広域TEM撮影により、SVCを含む分泌系オルガネラの細胞内分布を解析しました。

関連情報

* プレスリリース 2009
* Toyooka et al., The Plant Cell, 2009
* Toyooka et al., Plant and Cell Physiology, 2014