電子線トモグラフィー -分裂準備帯における膜系の3次元微細構造解析- Characterization of Membrane Systems In Preprophase Bands Revealed by Electron Tomography

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生体ナノシステムのサイズである1~10nmという大きさは、光学顕微鏡観察とX線解析の狭間であり、電子顕微鏡が必要な世界である。電子線トモグラフィーは、このサイズの生体ナノシステムを3次元的に見るのに必要な電子顕微鏡技術として注目されている。この技術に加圧凍結・凍結置換の手法を組み合わせることで、信頼性の高い3次元微細構造解析が可能となり、この組み合わせは細胞における膜系の動態解析に特に威力を発揮している。<br>分裂準備帯(PPB)は植物細胞の細胞分裂直前に出現する微小管の帯である。PPBは前中期に消失するが、PPBの存在していた位置で細胞板が親の細胞壁と接続するため、細胞板の挿入に必要な因子がPPBの位置に蓄積されると考えられている。PPBには古くから小胞が観察されている。最近のライブイメージングを用いた研究により、エキソサイトーシス小胞がこの蓄積に関わるという仮説は疑問視され始めている。そこで筆者らは、電子線トモグラフィーと加圧凍結・凍結置換の手法を組み合わせ、分裂準備帯における小胞輸送を微細構造レベルで定量的に解析した。その結果、分裂準備帯においてはエンドサイトーシスが活発に起こっていることがわかってきた。ここでは電子線トモグラフィーの方法論から実際の研究例まで含めて紹介する。

Electron tomography has emerged as an important tool for the study of three-dimensional ultrastructure, ranging from biological nanosystems to reconstructions of whole cells. It is ideally suited for studying membrane systems.<br>The preprophase band (PPB) is a ring-like band of microtubules in plants that underlies the plasma membrane in G2 and prophase cells. The PPB plays an important role in the determination of the division site. Recent studies using live imaging experiments raise the question about the classical hypothesis that the Golgi derived exocytosis in the PPB involves in the marking of the division site. However, any quantitative analysis at electron microscopical level <br>has not yet done.<br>In the present study, we have investigated the mechanism of PPB membrane modifications in epidermal cells of cryofixed onion cotyledons by analyzing the endocytic and secretory structures associated with the PPB formation in electron tomograms.

Journal

  • Plant and Cell Physiology Supplement

    Plant and Cell Physiology Supplement 2007(0), S021-S021, 2007

    The Japanese Society of Plant Physiologists

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