기초 생물학 연구소의 가와데 켄스케 특임 준 교수 등의 연구 그룹은 식물의 잎에서는 단백질 "AN3"이 확산이라는 물리 현상에 의해 농도 구배를 만들고, 그에 따라 세포가 분열되는 시기와 장소가 결정됩니다. 있다는 것을 발견했다.이번 성과는 도쿄 대학, 릿쿄 대학, 불국 잭 모노 연구소와의 공동 연구에 의한 것.
"모르포겐"은 농도에 따라 세포의 운명을 결정하는 단백질 등의 화학물질로, 한정된 세포로 생산되어 거기로부터 주위로 퍼지는 것으로 농도 구배를 할 수 있다.이 "모르포겐 농도 구배"는 반세기 전에 단순한 물리 현상인 확산에 의한 설명이 제안되었지만, 설명할 수 없는 농도 구배가 다수 발견되었고, 확산 모델의 적용은 한정적이었다.
식물에는 세포간을 연결하는 원형질 연락이라는 구조가 있다.연구 그룹은 원형질 연락을 통한 물질 수송망에 확산 모델의 적용을 검토.잎을 이용한 현미경에 의한 실험(형광 퇴색 후 형광 회복법)으로부터, 원형질 연락내의 단백질의 이동은 물리적인 확산 현상인 것으로 판명.또한, 잎 전체의 확산성을 정량함으로써 물질 수송망의 전체상을 밝혀, 잎에 있어서의 확산 모델을 구축하였다.
AN3은 유전자의 온/오프를 조절하는 전사 공액 인자로, 세포간을 이동하면서 농도에 따라 잎의 세포 분열의 빈도를 제어하고 있는 것은 연구 그룹이 이미 해명하고 있었다.이번에, 잎의 무늬로부터 잎끝에 걸쳐 AN3이 만드는 농도 구배와 세포의 분열 빈도의 관련성이 나타내어, 실험적 이론적 해석에 의해 농도 구배의 구조를 확산 모델로 충분히 설명할 수 있는 것이 판명되었다.
향후의 과제는, 이번 식물에서 얻은 지견의 동물에의 응용, 또 확산 모델의 환경 변화와의 관련성, 한층 더 기관의 형태나 크기를 결정하는 다른 요인 등의 해명으로 된다.
