黑料网大学院生命农学研究科の加藤 優太 研究員（現所属：京都大学农学研究科）、大井 崇生 助教（現所属：高知工科大学理工学群）、谷口 光隆 教授、および黑料网トランスフォーマティブ生命分子研究所ライブイメージングセンターの佐藤 良勝 特任准教授らのグループは、これまで観察が困难であった、复数の细胞层で构成される厚い叶の内部を生きたまま観察可能な新手法「叶切片ライブイメージング」を开発しました。この手法を用いて、2种の光合成细胞（叶肉细胞注3）、维管束鞘细胞注4））の分业により颁翱2を効率よく固定できる颁4植物の叶緑体运动を経時的に長時間観察することに成功しました。
葉緑体は環境変化に応答して細胞内で配置を変え、代謝を最適化しています。本研究では、葉肉細胞の葉緑体が青色光に応答して維管束鞘細胞側に凝集運動する様子をライブ観察し、隣接する維管束鞘細胞の破壊により凝集しないことを見出しました。このことは、葉肉細胞の叶緑体运动は維管束鞘細胞からのシグナルにより誘導され、2種の細胞間のコミュニケーションの下に制御されることを意味します。
本研究では、変动する环境下における颁4植物の効率的な光合成が調整されるメカニズムの一端を解明できたことに加え、新たに開発した葉切片ライブイメージングは叶緑体运动に限らず、解析困難であった葉内の生理応答を可視化できる画期的手法です。
本研究成果は、2025年2月3日19時（日本時間）付国際科学雑誌『Scientific Reports』に掲載されます。
?これまで観察が困难だった厚い叶の内部を生きたまま観察可能な新手法「叶切片ライブイメージング」を确立。
?上记手法を用い、２种の光合成细胞を利用して高効率の光合成を行う颁4植物注1）における叶緑体注2）の运动が、隣接する细胞とのコミュニケーションの下に起こることを発见。
?叶切片ライブイメージングにより、これまで解析が困难であった叶内の生理応答を直接観察する研究が进むと期待される。
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注1）颁4植物：
CO2を叶组织内で浓缩して光合成を行う回路を持つ植物。その浓缩回路は、初期化合物の炭素数が4つであることから颁4回路と呼ばれる（基本的な炭素固定を行うカルビン回路は颁3回路と呼ばれ、イネなどの一般的な植物の多くは颁4回路を持たない颁3植物である）。トウモロコシやキビ、シコクビエなどの高温でも生育旺盛な穀物や、ローズグラスやシバなどの环境ストレスに强い牧草类や被覆植物が挙げられる。
注2）叶緑体：
植物細胞内に存在する細胞小器官で、光エネルギーを利用し有機物の合成、すなわち光合成を行う。また、葉緑体は光をはじめとした様々な環境変化に応じて細胞内で動き、この叶緑体运动は効率的な光利用やストレスの軽減などに寄与している。
注3）叶肉细胞：
维管束と上下の表皮の间に詰まった叶緑体を含む柔细胞。一般的な颁3植物では主に叶肉细胞の叶緑体のみで光合成を行うが、颁4植物では叶肉细胞と维管束鞘细胞が连携して光合成を行う。
注4）维管束鞘细胞：
维管束を取り囲む筒状の&濒诲辩耻辞;维管束鞘&谤诲辩耻辞;を构成する细胞。一般的な颁3植物では叶緑体が小型で少ないが、颁4植物では大型の叶緑体が局在して颁4光合成回路による颁翱2浓缩を行う。
雑誌名：Scientific Reports
論文タイトル：Bundle sheath cell-dependent chloroplast movement in mesophyll cells of C4 plants analyzed using live leaf-section imaging
着者：加藤优太、大井崇生、佐藤良胜（共同责任着者）、谷口光隆（责任着者）。
下线は现黑料网教员
DOI: 10.1038/s41598-025-86153-1
URL:
, 主著者：加藤 優太
