花びらの形はなぜ葉と違うのか
塚谷班の塚谷裕一教授（東京大学大学院理学系研究科）、望月班の望月敦史教授（京都大学医生物学研究所）らの研究グループは花びらの独特の形ができるための、大事な要素を発見しました。
かのゲーテが看破したように、花びらも萼も、葉が変形してできた器官です。たしかに似た形とも言えますが、やはりそれぞれ異なる形をしています。何が違うのでしょうか。器官の形は一般に細胞分裂のパターンで決まるとされています。そこで葉と萼、花びらの間ではどういう点で細胞分裂の様子が違うのか調べたところ、細胞分裂をする場所の違いと、細胞分裂の角度の違いとが検出されました。そこで数理シミュレーションによりそのどちらが形を決めているのか調べたところ、葉や萼と違う「花びららしい」形は、細胞分裂の場所の違いが生んでいることを発見しました。さらにその細胞分裂の場所の違いと呼応した遺伝子発現の違いも見出しました。
この知見を応用することで将来、葉の形を自由に設計することができるようになるかもしれません。またこうした細胞分裂の場所の違いを生む分子メカニズムの解明も進むと期待されます。
図1：葉、花びら、萼の形の違いと細胞分裂の場所の違い
上段は左から葉、花びら、萼が形成されている途中のようす。輪郭の形は特に花びらで異なる。グレーのドットは一つ一つが分裂中の細胞。花びらでは葉や萼とその位置が大きく異なる。
下段は数理シミュレーションの結果の一部。赤い場所で細胞が活発に増殖している。細胞分裂の位置を変えていくだけで、器官の形が大きく変化する。花びららしい形は、左端のように細胞分裂の位置を先端に置かないと実現しない。
詳細は東京大学のプレスリリースをご覧ください。
https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2022/8175/