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2015年03月31日
生体内レーザー技術で明らかになった光依存的なペルオキシソームと葉緑体の物理的相互作用

自然科学研究機構 基礎生物学研究所

奈良先端科学技術大学院大学

新潟大学

 

生体内レーザー技術で明らかになった

光依存的なペルオキシソームと葉緑体の物理的相互作用

 

地球上の多くの生命は、二酸化炭素を吸収し酸素と糖を生成する植物の光合成に大きく依存しています。植物細胞内には、多数の細胞小器官(オルガネラ)が存在し、独自の機能をもちつつもオルガネラ間で協調的に働くことにより、光合成などの様々な生命活動を支えています。ペルオキシソーム、ミトコンドリア、葉緑体は、光合成に伴う光呼吸などの代謝経路を支えています。基礎生物学研究所の及川和聡研究員(現:新潟大学 特任助教)および西村幹夫特任教授らは、シロイヌナズナの葉の細胞内で、ペルオキシソームが光環境下で形態を大きく変化させ葉緑体と相互作用することを発見しました。この仕組みを明らかにするべく、奈良先端科学技術大学院大学の細川陽一郎准教授らとの共同研究を行い、フェムト秒レーザーと呼ばれる特殊なレーザーを利用したミクロな“手”を使って、葉緑体からペルオキシソームを引き剥がし、暗所と明所にある葉緑体とペルオキシソームの接着力を具体的に明らかにしました。フェムト秒レーザーを用いた接着力の測定は、奈良先端科学技術大学院大学において開発されてきたもので、今回、植物細胞内のオルガネラ間接着力測定に応用し、細胞内の微小構造間の接着力測定に初めて成功しました。

 本研究により、植物が外界の光環境を良く認識して、光依存的に細胞内のオルガネラ相互作用を強化することにより、光呼吸などの代謝を効率良く行っていることが明らかになりました。本研究成果は植物科学専門誌Nature Plants(ネイチャープランツ)に3月30日付けで掲載されます。

 

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左より基礎生物学研究所の真野昌二助教、及川和聡研究員(現新潟大学)、西村幹夫特任教授、および奈良先端科学技術大学院大学の細川陽一郎准教授