細胞の形に残る「分裂の記憶」を読み解く ――植物組織の細胞壁染色から、直近の細胞分裂を高精度に推測する手法――

植物は細胞の位置が移動しないので、どの細胞がどの方向に分裂したかは、器官の形を作り上げるうえで非常に大事です。しかしその分裂方向の分析には、多大な時間と実験条件の検討が必要でした。マイクロエンジニアリング専攻 井上康博教授、医生物学研究所 望月敦史教授、東京大学大学院理学系研究科 塚谷裕一教授、立教大学 堀口吾朗教授らの共同研究グループは、植物細胞の形に残る「分裂の記憶」を使って、たった1枚の顕微鏡写真から直近の細胞分裂を多数・高精度に推測する手法を開発しました。 
シロイヌナズナ葉原基の細胞分裂の様子を記録したライブイメージングを正解データとして、7,573 組の隣接する細胞について49種類の形状特徴を解析した結果、娘細胞ペアが共有する細胞壁の両端に現れる「接合角度」が、分裂推測に最も有効であることがわかりました。とくに、平均接合角度145°以上を基準とすると、適合率94.1％、再現率92.5％を示します。 この手法を茎頂分裂組織に応用したところ、こちらでも、適合率98.4％、再現率97.2％の高い性能が発揮されました。 

本研究は、細胞形状から直近の細胞分裂を推測する手法の精度を、ライブイメージング由来の正解データを用いて世界で初めて定量的に検証したものです。さらに、変異体や非モデル植物への応用可能性を示し、誰でも利用できる解析ソフトウェアを公開しました。

研究詳細

細胞の形に残る「分裂の記憶」を読み解く ――植物組織の細胞壁染色から、直近の細胞分裂を高精度に推測する手法――

研究者情報

• 井上　康博　　京都大学教育研究活動データベース
• 望月　敦史　　京都大学教育研究活動データベース

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マイクロエンジニアリング専攻

医生物学研究所