動物・植物におけるサイトカイニンリボシドが誘導するプログラム細胞死の研究

<<背景・目的>>

　動物における自律的な細胞死であるアポトーシスは、細胞質の収縮や核のへテロクロマチンの凝集、細胞のアポトーシス小体への分断、DNAの断片化などいくつかの特有の現象を伴って起こる事で知られている。
　近年、HL-60ヒト白血病細胞において、サイトカイニン（以下Ｃｋ）が分化を、サイトカイニンリボシド（以下ＣｋＲ）がアポトーシスを引き起こすことが報告された。さらに、タバコBY-2培養細胞においても、ＣｋＲがアポトーシスに非常によく似た細胞死を引き起こすという報告があり、この二つの細胞死は共通の機構を持っているのではないかということが考えられる。しかし、Arabidopsis thaliana、carrot培養細胞では、Ｃｋによってプログラム細胞死（以下ＰＣＤ）が誘導されたという報告もあり、これらの細胞死機構が本当に共通の機構であるかはわかっていない。
　この研究では、ＣｋＲによるＰＣＤが、動物細胞と植物細胞においてどのような機構で起こっているのかを明らかにすることを目的とする。


<<作業仮説>>

・植物においても動物においてもＰＣＤを起こしているのはサイトカイニンリボシドである
・植物においてはサイトカイニンはサイトカイニンリボシドに変換されることによってＰＣＤを起こす


<<研究方法>>

1.タバコBY-2培養細胞を用いたＣｋＲ、ＣｋによるＰＣＤの確認
2.Ｃｋの代謝経路の調査
3.カルス 、分化した細胞におけるＣｋＲ、ＣｋによるＰＣＤの誘導効果の検討
4.ＣｋＲ、Ｃｋの種類によるＰＣＤの誘導効果の検討


<<結果と考察>>

・ＣｋＲ、ＣｋによるBY-2の細胞増殖阻害
　5μM以上の濃度でＣｋＲ、ＣｋともにBY-2の細胞増殖阻害が確認された。ＣｋＲとＣｋで若干の細胞数の違いが見られたが、これがそれぞれの物質の違いによるものかどうかはより多くのＣｋＲとＣｋを用いて調べる必要がある。
Fig.1
カイネチン（Ｃｋ）、カイネチンリボシド（ＣｋＲ）を含むLS培地でタバコBY-2培養細胞を４日間培養した時の細胞数


・ＰＣＤによるＤＮＡのラダー化
　次にこの細胞増殖阻害がＰＣＤによるものかを調べた。ＣｋＲ、Ｃｋともに３日目、４日目においてＤＮＡがラダー状に切断されているのが確認された。これによって、ＣｋＲ、ＣｋはともにＰＣＤを引き起こしていたことが確認された。しかし、この結果ではＣｋの方がＣｋＲよりも顕著なラダー化を起こしているように見える。このことは、植物においてＣｋがＣｋＲに変換されることによってＰＣＤを起こすのではなく、ＣｋＲがＣｋに変換されてＰＣＤを起こしている可能性を示している。

Fig.2
左から、Ｃｔ0、1、2、3、4日目、λEcoT14l、イソペンテニルアデニン（Ｃｋ）1、2、3、4日目、イソペンテニルアデノシン（ＣｋＲ）1、2、3、4日目の細胞から抽出したＤＮＡを電気泳動した

　今後は、植物においてＣｋがＣｋＲに変換されることによってＰＣＤを起こすのかどうかを調べるため、フェニルウレア系Ｃｋやリボース転移酵素阻害剤を用いた、Ｃｋの代謝経路の調査等を行っていく予定である。