２００６年度　　前期第１２，１３回　　細胞生物学セミナー

日時　：　７月４日（火）　　１６：３０〜

場所　：　総合研究棟６階　クリエーションルーム

Estimation of the cell-cycle duration in the root apical meristem: A model of

linkage between cell-cycle duration,rate of cell production,and rate of growth

Vicotor B. Ivanov and Joseph G. Dubrovsky(1997)

Plant Sci.158(6);757-763

根端分裂組織における細胞周期継続時間の算出、およびその細胞周期継続

時間、細胞産生率、根の伸長率を組み合わせたモデル

　

　根は、細胞の増殖を分析するのに便利な器官である。根の構造の単純さと関連し、根は細胞増殖部、増殖しない伸長部に分けられる。これが、細胞増殖と成長の研究のためのモデル組織としての利点である。細胞周期継続時間の決定には―チミジンやコルヒチンなどの薬剤を用いた化学的な手法が多く使われている。これによって１５０種以上の細胞周期時間が決定された。しかし、このアプローチは乾燥や化学物質など実験的な条件下にあり、自然条件下での細胞増殖の研究として理想的とはいえない。著者らは根のシンプルな細胞組織を利用し化学的手法以外のアプローチによって細胞周期継続時間を簡単に算定するモデルを考えた。著者らは根の成長率、細胞産生率、分裂細胞数、細胞周期継続時間を組み合わせたこのモデルを提案、分析し、この結果を公的な実験データに活用することを目指している。

著者らが提案したモデル（Rate of Cell Production：RCP法）では、根端分裂組織における細胞産生率（RCP）、分裂組織細胞数（）細胞分裂継続時間（T）、根全体の伸長率（V）、伸長が完了した細胞長（）を組み合わせ、　で表すことができる。この式から求めた細胞周期継続時間は化学的手法を用いて得られた実験データとの違いが１０％にも満たなかった。

このＲＣＰ法は、（�ｳ）すべての分裂組織細胞の細胞周期継続時間は同じ（�ｴ）すべての分裂組織細胞が増加する（�ｵ）分裂組織内の細胞数は一定である（�ｶ）分裂をしない伸長領域内外の細胞フラックスは一定である、という今までの文献や知見を利用した四つの仮定を基に考案されている。このような化学的手法によらないアプローチは今までにもいくつか検討されている。Brown and Rickless (1949) はT＝／Pと考え、仮定（�ｴ）の様にすべての分裂組織細胞が分裂すると仮定し、細胞周期継続時間を求めた。Silkら(1989)は「C：cellochron」を用い、新しい細胞が伸長領域に加わるまでのインターバル・タイムを考慮に入れ、C＝／Vとして分裂組織細胞数を求めた。また、Van’t Hof (1967)の研究では、細胞産生率を増殖した細胞数（）を用いるとP＝／Tであることから、分裂指数を求めることでを決定することができると考えた。これらのアプローチとＲＣＰ法の比較、検討を行った。

　　

　　　　　興味を持たれた方は是非ご参加ください。来聴を歓迎します。　　角玄祐司

根は、細胞の増殖を分析するのに便利な器官である。HowardとPelic(1953)はソラマメの根の分裂組織のDNA合成を研究している。二人は有糸分裂の細胞周期を発表した。それは細胞増殖の理解における基本的なコンセプトとなった。そして、広く全ての生物にあてはめられた。

　根の構造の単純さと関連し、根は細胞増殖部、増殖しない伸長部に分けられる。これが、細胞増殖と成長の研究のためのモデル組織としての利点である。

　細胞周期継続時間の決定には化学的な手法が多く使われている。これによって１５０種以上の細胞周期時間が決定された。しかし、この（化学的手法）アプローチは乾燥や化学物質など実験的な条件下にあり、自然条件下での細胞増殖の研究とは違う。

　化学的手法以外のアプローチも考えられているが、細部まで検討されていない。根の成長における細胞組織の簡単さが、根の成長率、細胞産生率、分裂細胞数、細胞周期継続時間を組み合わせたモデルを考える事に適している。そして、細胞周期継続時間を変数を測って与えることで簡単に算定することができる。私たちは、モデルを提案、分析し、この結果を公的な実験データに活用することを目指している。

　↑実験データにあてはめて異常がないか確認する？

　過去に提案された、有糸分裂継続時間と分裂指数によるアプローチと私たちのモデルを比較検討した。

　まず、過去の分析や文献から得られた知見より四つの仮定をモデルのベースとした。

　（１）すべての分裂組織の細胞周期継続時間は同じである。

Q.Cは細胞周期継続時間が８〜１０倍と長い。しかし、Q.Cは分裂組織の１％にも満たない。

　細胞が二倍の大きさになる時間と１回の細胞分裂時間は等しい。

　 有糸分裂に入った細胞の長さと同じ細胞が母細胞から生み出されたときの長さは一定の割合に保たれている。

　↑分裂前後での細胞長は似た感じってこと？　

（２）すべての分裂組織細胞が増殖する。

（３）分裂組織の細胞数は一定である。

（４）伸長領域内外への細胞フラックスは同じである。