植物の細胞はからだから切り離されても、単独で”自分の成長すべき方向”を認識している

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植物の方向は何が決めているのだろうか?
植物の方向は何が決めているのだろうか?/Credit:depositphotos

植物の細胞は単独でも自分の成長すべき方向がわかっているようです。

10月8日に『Current Biology』に掲載された論文によれば、植物の細胞は体から切り離されて単独の状態に陥ったとしても、成長する方向性を失わないことが判明したとのこと。

しかし、切り離された単一の細胞が、どうやって方向性を認識しているのでしょうか?

植物の成長方向は何が決めているのか?

花、葉、実、幹、根の位置が正しいのは植物に方向があるから
花、葉、実、幹、根の位置が正しいのは植物に方向があるから/Credit:depositphotos

私たちに馴染み深い草木や花々は、成長の方向性を持っており、特定の方向に向けて成長します。

ひまわりがちゃんと頂上に花をつけるのも、桜の花が根ではなく枝先で咲くのも、植物の身体に一定の方向性があるからです。

この方向性は細胞レベルでもみられ、多くのタンパク質が細胞内の場所ごとに偏っていると知られています。

しかしながら、この上から下、あるいは下から上へ向けたタンパク質のパターンが、各細胞で独自に発生するのか、それとも多くの細胞の集合的な働きで形作られているのかはわかっていませんでした。

ただ古くから科学者たちは、後者の集合説を支持。多細胞生物は細胞が連携することによって生物として成立するため、個々の細胞に自分の方向性を認識する能力がなくても問題はないとする考えたのです。

しかしその常識が今回、くつがえされることになりました。

方向は単離された細胞でも存在した

単離された細胞も成長の方向を独自に持っていた
単離された細胞も成長の方向を独自に持っていた/Credit:Current Biology

イギリス、ジョンイネスセンターのジョルディ・チャン氏は集合説に否定的な一人でした。

チャン氏は、植物の方向性はバラバラになった単一の細胞でも保持しており、細胞間の連携は調整に過ぎないと考えていたのです。

チャン氏は仮説を証明するにあたって、BASLと呼ばれる極性タンパク質に目をつけました。

BASLは植物の気孔に多くみられるタンパク質であり、葉の根元側に偏ることが知られています。

チャン氏は遺伝子組み換えを行い、BASLが細胞内部で緑色に光るように調整すると共に、植物の身体から細胞を単離し、他の細胞との連携を絶ちました。

すると興味深いことに、単離された細胞内部においても、BASLは特定の方向に偏っていることが判明したのです。

また単離された細胞を培地で育てた結果、BASLの偏りと細胞の成長方向は一致していました。

この事実は、植物の細胞は単独であっても自分自身の成長方向を認識していることを示唆します。

多細胞生物は確かに細胞同士が協調して生きていますが、その協調は中央集権的な支配だけではなく、個々の細胞の独自性を上手く調整しているに過ぎないという面もあったのです。

多細胞生物は思ったよりも個々の細胞に依存しているかもしれない

単離された細胞に方向性が残っている原因はまだわかっていない
単離された細胞に方向性が残っている原因はまだわかっていない/Credit:depositphotos

今回の研究により、多細胞生物の生命活動においても、個々の細胞の独自性が重要であることが判明しました。

成長の方向性といった重大な問題でも、植物たちは細胞の統制だけではなく、細胞間の独自性を調整することで決定していたのです。

もしかしたら多細胞生物は、思ったよりも個々の細胞に全体像を依存している生き物なのかもしれませんね。

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