らせん状の成長

らせん状の成長とは、細胞や器官が膨張してらせん状の細胞や器官になり、通常は対称性が崩れることです。これは、菌類、藻類、その他の高等植物の細胞や器官に見られます。 ^{[1]らせん状の成長は、}巻きひげや巻きひげ植物などで自然に発生することがあります。非対称性はペクチンの変化や突然変異によって引き起こされ、左巻きまたは右巻きのらせんになります。^[2]^[3]^[4] 巻きひげが両端で反対方向に曲がる巻きひげの倒錯は、多くの場合に見られます。 ^{[5]巻きひげ植物のらせん状の成長は、茎の}回旋運動、つまり円形の成長に基づいています。ほとんどの巻きひげ植物は、植物の成長半球に関係なく、右巻きのらせんを持っています。^[6]

菌類の属Phycomycesや藻類の属Nitellaなどの単一細胞におけるらせん状成長は、細胞壁内の構造的生物学的物質のらせん状配列によって引き起こされると考えられています。 ^[7]変異体Thale Cressでは、器官レベルでらせん状成長が見られます。分析により、皮質微小管が器官の拡大方向を制御する上で重要な役割を果たしていることが強く示唆されています。^[8]らせん状成長の変異が Thale Cress の細胞壁組み立てにどのように影響するかは不明です。

保存されたGRIP1遺伝子であるspiral3に見られるミスセンス変異は、皮質微小管の左巻きらせん構造と、重度の右巻きらせん成長を引き起こします。この変異は、酵母のタンパク質GCP2とGCP3の相互作用を損ないます。微小管のダイナミクスと核形成の効率は目立った影響を受けませんでしたが、皮質微小管の角度は狭くなくなり、より広く分布しました。^[9]

参考文献

^ 和田博文 (2012-09-19). 「植物器官のねじれた成長における階層的らせん秩序」. Physical Review Letters . 109 (12): 128104. doi :10.1103/PhysRevLett.109.128104.
^ Saffer, Adam M.; Carpita, Nicholas C.; Irish, Vivian F. (2017). 「ラムノース含有細胞壁ポリマーは微小管の配向とは無関係にらせん状の植物成長を抑制する」Current Biology . 27 (15): 2248–2259.E4. doi : 10.1016/j.cub.2017.06.032 . PMID 28736166.
^ Hathaway, Bill (2017-07-20). 「植物が右や左に成長する秘密」イェール大学。 2022年8月4日閲覧。
^ Goriely, A.; Tabor, M. (1998). 「つる植物における自発的ならせん状の反転と巻きひげの倒錯」. Physical Review Letters . 80 (7): 1564. Bibcode :1998PhRvL..80.1564G. doi :10.1103/physrevlett.80.1564.
^ Goriely, Alain (2013). 「機械生物学における反転、回転、倒錯: 微視的異方性から巨視的キラリティーへ」(PDF) p. 9.
^ エドワーズ、ウィル;モールズ、アンジェラ T .; フランクス、ピーター (2007)。「植物の巻きつき方向に関する世界的傾向」。地球生態学と生物地理学。16 (6): 795–800。doi :10.1111/ j.1466-8238.2007.00326.x。
^ Roelofsen, PA (1965). 「成長中の細胞壁の超微細構造と成長方向との関係」.植物研究の進歩. 2 : 69–149. doi :10.1016/s0065-2296(08)60250-5. ISBN 9780120059027。
^ 橋本, T. (2002). 「植物の左右利きの分子遺伝学的解析」.ロンドン王立協会哲学論文集. シリーズ B, 生物科学. 357 (1422): 799–808. doi :10.1098/rstb.2002.1088. PMC 1692985. PMID 12079675 .
^ 中村正義; 橋本隆 (2009-07-01). 「シロイヌナズナγ-チューブリン含有複合体の変異によりらせん状成長と異常な微小管分岐が引き起こされる」Journal of Cell Science . 122 (13): 2208–2217. doi : 10.1242/jcs.044131 . ISSN 0021-9533. PMID 19509058.

[1] 和田博文 (2012-09-19). 「植物器官のねじれた成長における階層的らせん秩序」. Physical Review Letters . 109 (12): 128104. doi :10.1103/PhysRevLett.109.128104.

[2] Saffer, Adam M.; Carpita, Nicholas C.; Irish, Vivian F. (2017). 「ラムノース含有細胞壁ポリマーは微小管の配向とは無関係にらせん状の植物成長を抑制する」Current Biology . 27 (15): 2248–2259.E4. doi : 10.1016/j.cub.2017.06.032 . PMID 28736166.

[3] Hathaway, Bill (2017-07-20). 「植物が右や左に成長する秘密」イェール大学。 2022年8月4日閲覧。

[4] Goriely, A.; Tabor, M. (1998). 「つる植物における自発的ならせん状の反転と巻きひげの倒錯」. Physical Review Letters . 80 (7): 1564. Bibcode :1998PhRvL..80.1564G. doi :10.1103/physrevlett.80.1564.

[Goriely2013-5] Goriely, Alain (2013). 「機械生物学における反転、回転、倒錯: 微視的異方性から巨視的キラリティーへ」(PDF) p. 9.

[6] エドワーズ、ウィル;モールズ、アンジェラ T .; フランクス、ピーター (2007)。「植物の巻きつき方向に関する世界的傾向」。地球生態学と生物地理学。16 (6): 795–800。doi :10.1111/ j.1466-8238.2007.00326.x。

[7] Roelofsen, PA (1965). 「成長中の細胞壁の超微細構造と成長方向との関係」.植物研究の進歩. 2 : 69–149. doi :10.1016/s0065-2296(08)60250-5. ISBN 9780120059027。

[8] 橋本, T. (2002). 「植物の左右利きの分子遺伝学的解析」.ロンドン王立協会哲学論文集. シリーズ B, 生物科学. 357 (1422): 799–808. doi :10.1098/rstb.2002.1088. PMC 1692985. PMID 12079675 .

[9] 中村正義; 橋本隆 (2009-07-01). 「シロイヌナズナγ-チューブリン含有複合体の変異によりらせん状成長と異常な微小管分岐が引き起こされる」Journal of Cell Science . 122 (13): 2208–2217. doi : 10.1242/jcs.044131 . ISSN 0021-9533. PMID 19509058.