世界

シダは胎児の上下の感覚を導く

クレジット: Pixabay 人生の基本的な教訓を親から子に伝えることは、人間と動物に限ったことではありません。シダもそうします。言葉ではなく、圧力で。シダは正確な位置に力を加えることで、何が上で何が下であるかを胎児に伝え、したがって根や葉がどこに発達するべきかを伝えます。この現象は博士によって発見されました。シダ植物 Ceratopteris richardii の研究における候補者 Sjoerd Woudenberg 氏。彼はワーヘニンゲン大学&リサーチで博士論文を擁護しました。 私たちはシダを森の中の大きくて羽のような葉状だと考える傾向があります。恐竜時代の遺物。生化学議長グループにおけるウーデンバーグ氏の研究は、代わりに、彼らのライフサイクルのはるかに目に見えない段階、つまり受精卵の最初の細胞分裂に焦点を当てています。この分割は常にまったく同じ方向に発生します。それはその後のすべての開発の基礎を築くので、それが非常に重要であることがわかります。 「植物はすぐに軸を確立します。一方の面は太陽光を取り込み、もう一方の面は根に成長することができます。」とウーデンバーグ氏は説明する。 この最初の分裂の方向は細胞自体によって選択されるのではなく、周囲の「母性組織」である前葉体によって強制されます。前葉体とは、土の上に横たわり、若いシダの苗床として機能する小さなハート型の植物です。 ストレスを羅針盤として 当初、ウーデンバーグ氏は、植物ホルモンまたは細胞内の他の化学シグナルがこの決定的な最初の分裂を制御しているのではないかと疑っていました。しかし、彼が植物の胚を植物ホルモンのオーキシンや細胞分裂を妨害することが知られている化学物質に曝露しても、驚くべきことにほとんど何も起こらなかった。 「発生の後半で、明らかな異常が見られました。しかし、その最初の細胞分裂は頑固に正常に動作し続けました。」と彼は言います。まるで若い胎児が化学物質の指示を無視したかのようだった。 そのため、力学、つまりコンパスの役割を果たしている周囲の組織からの圧力、張力、物理的な力などを含む代替説明はほんの一握りしか残されていませんでした。この仮説を検証するために、ウーデンバーグ氏は物理化学およびソフトマター議長グループ (WUR) の同僚と協力しました。彼らは協力して、胚を取り囲む細胞のネットワーク全体をマッピングし、これらのデータをコンピューターモデルに入力し、組織内の機械的ストレスが蓄積する場所を計算できるようにしました。 「すべての細胞が圧力を受けています。これを膨圧と呼びます」とウーデンバーグ氏は説明する。 「そのため、ある場所では他の場所よりも大きなストレスが生じます。」これを風船と比較してください。一度膨らませると、ゴムにかかる圧力はどこでも同じになります。しかし、両側から引っ張ると、特定の点に張力が集中します。同じ原理が細胞にも当てはまります。分析の結果、この張力は胚の周囲の同じ場所、つまり最初の細胞分裂中に受精卵が隔壁を形成する場所に正確に隣接する場所で一貫して蓄積していることが明らかになりました。 微小管とのつながり 受精卵がこの機械的ストレスを最終的にどのように特定の分裂面に変換するのかは、まだ完全には理解されていません。ウーデンバーグ氏は、微小管が重要な役割を果たしているのではないかと疑っている。これらは動的で中空の管で、細胞内の高速道路として機能し、細胞の成長に不可欠な構成要素を輸送します。科学者たちは、微小管が細胞分裂に役割を果たし、機械的ストレスに敏感であることを長い間知っていました。 「したがって、その関連性は非常にもっともらしいです」とウーデンバーグ氏は言う。 これが本当にシダ類の発達の方向性を示しているかどうかは、さらなる研究によって判断される必要がある。研究者はまた、まだテストされていない他の化学シグナルの関与を完全に排除しているわけではありません。 今のところ、ウーデンバーグさんのシダに対する興味は衰える兆しがありません。彼はゲントで博士研究員として研究を続け、同じシダ種である Ceratopteris richardii の維管束組織の発達に焦点を当てる予定です。 詳細情報 Sjoerd Woudenberg、前列: シダ Ceratopteris richardii における胞子体の発達 (2026)。 DOI: 10.18174/681501…