上村嘉誉 理学研究科修士課程院生（研究当時）、西村芳樹 同助教らの研究グループは、単細胞緑藻クラミドモナスに注目し、葉緑体核様体を蛍光タンパク質によって標識し、マイクロ流体デバイスによって観察することにより、その挙動を生きたまま追跡することに世界で初めて成功しました。
本研究成果は、2018年5月17日に英国の科学誌「Communications Biology」に掲載されました。
研究者からのコメント
叶緑体はおよそ12亿年前に蓝色细菌が真核生物の祖先に共生することで诞生したといわれています。その诞生以来、叶緑体は分裂によってのみ増殖し、子孙に伝えられてきました。そのなかで、叶緑体がもつゲノムもまた、正确に増幅?分配?遗伝されてきたわけですが、今回、それを可能とする叶緑体分裂时の叶緑体核様体のダイナミックなうごきが、世界ではじめて捉えられました。叶緑体核様体ということばはまだまだ认知度が低く、植物の研究者にもほとんど知られていないほどです。これを机に、その不思议な魅力を少しでも多くの方に知っていただければ幸いです。
概要
叶緑体は地球の生命活动の基盘である光合成などを担う重要な细胞内小器官です。その起源は独立した蓝色细菌がとりこまれて共生したものといわれており、その証拠に叶緑体には独自のゲノム（顿狈础の全ての遗伝情报）が存在します。叶緑体ゲノムはタンパク质によって折りたたまれて「核様体」を形成し、これらは叶緑体における遗伝子机能の中枢として机能します。しかしこれまで、叶緑体核様体の动きを生きた细胞で捉えた例はありませんでした。そこで本研究チームは、ひとつの细胞あたりひとつの叶緑体をもつ単细胞緑藻クラミドモナスに注目し、叶緑体核様体を蛍光タンパク质によって标识し、マイクロ流体デバイスによって観察しました。
クラミドモナスでは、叶緑体核様体はひとつの叶緑体あたり通常５?１０个存在する球状构造であると考えられてきました。ところが今回の観察の结果、それら球状の叶緑体核様体が、叶緑体分裂にともなって细かく解体され、互いにつながったネットワーク状构造へと変化し、叶緑体分裂の完了とともに再び球状构造に復帰するというダイナミックな动态が、世界で初めてとらえられました。
さらに、叶緑体核様体が凝集してしまう変异体では、叶緑体核様体の新规合成が既成の叶緑体核様体の外侧の近傍领域で起きており、そこで形成された微小な粒子が次々に取り込まれる様子がとらえられました。今回の発见により、叶緑体核様体が孤立した球状构造であるとする40年来の定説が覆され、それが実际には柔软なネットワーク构造を形成していること、さらに叶緑体核様体の近傍领域は、叶緑体ゲノムの复製と核様体构筑のホットスポットであることが明らかになってきました。
详しい研究内容について
书誌情报
【顿翱滨】
【碍鲍搁贰狈础滨アクセス鲍搁尝】
Yoshitaka Kamimura, Hitomi Tanaka, Yusuke Kobayashi, Toshiharu Shikanai, Yoshiki Nishimura (2018). Chloroplast nucleoids as a transformable network revealed by live imaging with a microfluidic device. Communications Biology, 1, 47.
- 読売新聞（6月8日 13面）に掲載されました。
