植物細胞において機械刺激応答に関与する受容電位の解析

植物细胞机械刺激反应中受体电位的分析

基本信息

批准号：
09874171
负责人：
新免輝男
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Himeji Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

植物は様々の刺激を受容し、それに適切に反応することによってその生存を可能にしている。植物が機械刺激を受容し、それに対して反応することが一般的に知られてきた。機械刺激の受容には細胞膜の電位変化が重要な役割を果たしていることが考えられる。多細胞よりなる植物においては電位反応が複雑であり、素反応を的確に測定することが難しい。本研究においては、巨大細胞を持つオオシャジクモの節間細胞を用いて、受容電位の解析を行った。その結果、以下のような成果が得られ、これらは日本植物生理学会誌であるplant & Cell Physiologyに3編の論文として掲載されている。(1)植物細胞の膜電位はイオンの濃度勾配よりなる受動的な成分とプロトンポンプの活動によって発生する能動的な成分よりなる。阻害剤によってプロトンポンプを止めた状態でも正常な受容電位が発生することから、機械刺激によって起電性プロトンポンプの活性が阻害されることによって受容電位が発生するのではないことがわかった。(2)上の結果から、受容電位はイオンチャンネルの活性化によって発生することが示唆された。膜抵抗を測定するための装置を開発して受容電位発生における膜抵抗を測定した。その結果、受容電位発生時に膜抵抗が著しく減少することが分かった。この結果は受容電位はイオンチャンネルの活性化によって発生することを示唆する。(3)各イオンの濃度勾配から考えて受容電位の発生にはクロライドチャンネルとカルシウムチャンネルが関与している可能性が示唆された。外液のカリウム濃度を上げて静止電位を0mVまで脱分極させた条件において、受容電位がクロライドチャンネルの活性化によって発生することを明らかにした。

植物通过接受各种刺激并对其做出适当的反应来生存。众所周知，植物接收机械刺激并对其做出反应。人们认为细胞膜电位的变化在接受机械刺激中起着重要作用。多细胞植物中的潜在反应很复杂，因此很难准确测量基本反应。在这项研究中，我们使用具有巨细胞的巨型蜘蛛的节间细胞分析了受体电位。结果，获得了以下结果，并在日本植物生理学会期刊《Plant & Cell Physiology》上发表了三篇论文。 (1)植物细胞的膜电位由离子浓度梯度产生的被动成分和质子泵活性产生的主动成分组成。由于即使当质子泵被抑制剂停止时也会产生正常的受体电位，因此发现通过机械刺激抑制生电质子泵的活性不会产生受体电位。 (2)上述结果表明接受电位是由离子通道的激活产生的。我们开发了一种测量膜电阻的装置，并在产生接受电位期间测量膜电阻。结果发现，当产生接受电位时，膜电阻显着降低。该结果表明接受电位是通过离子通道的激活产生的。 (3)考虑到各离子的浓度梯度，推测氯通道和钙通道可能参与了接受电位的产生。结果表明，当外部液体的钾浓度增加且静息电位去极化至0mV时，通过氯离子通道的激活而产生受体电位。