サイトカイニンによるシュートと根の分裂組織機能の制御 (2023)

FAQs

サイトカイニンの働きは？ ›

サイトカイニンは、側芽や不定根の分化の促進、根の伸長抑制、老化抑制、種子の休眠打破、花芽形成といったさまざまな生理作用を示し、植物の形づくりに非常に重要な役割を担っている。 ビーエー液剤、フルメット液剤など農薬として利用されている。

サイトカイニン[cytokinin] †

植物ホルモンの一種． 植物組織培養系の細胞分裂の促進物質として，DNAの熱分解生成物からカイネチンが単離された． 植物生理活性として，カルスにおける葉と芽の形成誘導，腋芽の活性化，老化阻害，栄養の転流調節，細胞周期の調節，着果促進，果粒肥大作用などがある．

サイトカイニンは、種子、果実、新芽、根の先端など、植物のもっとも若い部分に多く含まれます。 サイトカイニンの濃度が高い組織や細胞へは、糖分が多く輸送されます。

サイトカイニンは、葉の老化抑制、光合成の活性化、頂芽優勢やイネの穀粒数の決定など農業にとって重要な働きをする植物ホルモンです。 ホルモンは一般的に、必要な場所で必要な時期に非常に低い濃度でその能力を発揮します。 そのためにまずホルモン活性がない前駆体として合成されます。

ここに成長制御物質としてサイトカイニンが使われている。 また、ワタの収穫前に葉を落とすために使用するが、現在サイトカイニンの使用はこの用途が最も多い。 その他リンゴなど果樹の枝の数を増やす、スイカやメロンの着果促進、ブドウ、キウイの果粒肥大促進を目的に利用されている。

オーキシンは、頂芽がある先端で高濃度、根に近い基部で低濃度になっているということですね。 サイトカイニンは細胞分裂を促進する植物ホルモンです。 サイトカイニンが作用することで側芽は成長します。 オーキシンには、サイトカイニンの合成を抑制する働きがあります。

サイトカインの主な役割として、①免疫細胞を目的部位に集積する働き、②T細胞やB細胞など、獲得免疫系の細胞の分化を誘導する働き、③獲得免疫系および自然免疫系を活性化し、がんや病原体などの異物を排除する働きなどが知られています。

炎症誘発性サイトカインは、Th1細胞、CD4⁺細胞、マクロファージ、および樹状細胞から分泌されます。

この加齢によるサイトカインの増加には、いくつかの要因が関与しているとされており、内臓肥満や喫煙などの長年の生活習慣に加えて、無症候性の感染やテストステロン、エストロゲン、DHEAなどの性ホルモンの減少など、内分泌代謝の変化も関与している可能性があげられています。

木には形成層があり、年々成長して太くなる

木本は、樹皮の内側に薄い「形成層」と呼ばれる組織があり、この形成層が木質部をつくりながら成長して、幹が太くなります（肥大成長）。 このとき、季節により成長速度が違うため年輪ができます（※1）。

サイトカイニンの構造は？ ›

サイトカイニンの基本骨格はアデニンに側鎖がついた構造ですが、側鎖構造には多様性があります。 実験モデル植物のシロイヌナズナでは、イソペンテニルアデニン（iP）型と、iP型の側鎖が修飾されることで合成されるトランスゼアチン（tZ）型のサイトカイニンが主要な分子です（図1）。

ジベレリンは発芽を促進や伸長の促進や老化の抑制、サイトカイニンは細胞分裂の促進や気孔の開放や老化の抑制、アブシジン酸は気孔の閉鎖や種子の休眠などそれぞれ様々な作用を持つ。

ジベレリンは、茎の伸張（背が高くなる）、休眠打破（発芽の促進）、花芽形成（開花の促進）、単為結実促進（子房の肥大）などの生理作用をもつ極めて重要な植物ホルモンである。 食糧問題、エネルギー問題などを解決するための農業・食品等での応用範囲も広い。

このように，サイトカインは細胞が相互作用を営む際に必須の存在であることから，細胞が用いる“ことば”ともいわれる． サイトカイン（cytokine）というのは造語である． “サイト“とは“細胞の”という意味の，“カイン“とは“作動物質”という意味のラテン語である．

植物ホルモンの一種であるオーキシンの生理作用は, 細胞分裂促進,細 胞伸長促進,木 質部分化促進,側 芽生 長抑制,根 生長抑制,不 定根形成,カ ルス形成,単 為結 実,架 実肥大,老 化抑制,酵 素誘導など,じ つに多種多 様である.

オーキシンは植物が発芽して枯れるまで植物の成長を制御している重要な植物ホルモンです。 植物の細胞が分裂したり伸長したり、枝分かれする器官を作ったりする際にはオーキシンが重要な制御因子となっており植物の形態形成において中心的な役割を果たしています（参考文献１）。

エチレン（CH₂=CH₂）は、野菜や果物から放出されるガス分子で、野菜や果物の熟成を促進させる植物ホルモンです。 また、野菜や果物の保存庫内にエチレンを添加して熟成（追熟）を促すこともでき、バナナやキウイフルーツなどに広く用いられています。

植物培養細胞で試験済みのサイトカイニンは通常、植物細胞培養液中の濃度0.1～10.0 mg/Lで使用します。 適切な濃度で添加すれば、細胞分裂を制御し、脇芽／不定芽成長を刺激し、分化を制御し、根形成を抑制し、RNA合成を活性化し、タンパク質および酵素の活性を刺激します。

植物の先端にある芽を頂芽、茎の各段階にある芽を側芽といいます。

頂芽を切除すると、腋芽が伸び出すが、このとき、頂芽を切り取った切り口に植物ホルモンの一種、オーキシンを与えると、腋芽は伸び出さない。 オーキシンは腋芽の成長を抑制するのである。 頂芽はオーキシンを作っており、そのために腋芽は成長できない。 これが頂芽優勢である。

エチレンの働きは？ ›

エチレン[ethylene] †

植物ホルモンの一つ． 植物に対する作用としては細胞の肥大やストレス応答がよく知られている． 果実の成熟，老化，発芽の促進，器官脱離，傷害や病原体に対する防御，上偏成長，根毛形成などの生理作用を示す．

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ホルモンが特定の臓器で産生され特定の標的臓器をもつペプチドであるのに対して，サイトカインは複数の臓器（白血球や血管内皮細胞，線維芽細胞など）で産生され，通常はパラクラインあるいはオートクラインに働くタンパク質であり，多彩な作用をもち，異なるサイトカインが重複した作用をしばしば示す．

身体の免疫反応などのバランスを調整するサイトカインですが、過剰に分泌されてしまうと、身体が過剰に反応してしまうことがあります。 サイトカインストームが引き起こされると、サイトカインが血中に大量に放出されてしまうことで、肺のなかで炎症が生じる病態となり、重症化してしまう可能性があるのです。

がんは、成長のために必要になる大量の栄養をまかなうために、炎症性サイトカインという物質を出して栄養豊富な血液を呼び込もうとするのです。 サイトカインとは炎症が体内で起こっているということを知らせるシグナルで、体の中に何か異物が侵入したときに戦うための大切な仕組みです。

炎症性サイトカインとは・・・

免疫に関与し、細菌やウイルスが体に侵入した際に、それらを撃退して体を守る重要な働きをする。 血管内皮、マクロファージ、リンパ球などさまざまな細胞から産生され、疼痛や腫脹、発熱など、全身性あるいは局所的な炎症反応の原因となる。

サイトカインが細胞から血液中に分泌されると、発熱や倦怠感、頭痛、凝固異常などが起こります。 サイトカインが分泌されるのは身体を守るためであり、身体に異常が起きているのを知らせるためでもあります。

炎症は、異物や死んでしまった自分の細胞を排除して生体の恒常性を維持しようという反応と考えられます。 例えば細菌やウイルス（一種の異物です）が体の中に侵入しようとした時に、さまざまな細胞などの生体内成分がその排除に働いた結果が炎症性反応です。

しかし免疫が強すぎると、アレルギーや流産、自己免疫疾患、サイトカインストームなどにつながってしまいます。」 この免疫寛容の状態と、がん細胞と闘ったT細胞が疲弊して働けなくなる仕組みの鍵となるのは、いずれもNr4aであることを吉村教授らは突き止めました。

免疫力が低下する原因は、ホルモン変動や自律神経の乱れ、ストレスや睡眠不足など、さまざまなものがあげられます。

筋肉が太くなる理由は何ですか？ ›

筋肉の大部分はタンパク質で構成されており、筋力トレーニングなどによりタンパク質 の合成が促される。 その結果、一本一本の筋線維が太くなり、これによって筋肉全体の体積が増加するのである。

筋肥大を起こすためのトレーニングでは、できるだけ多くの筋線維を動かし、回数を重ねて筋肉中のエネルギーを消費することが必要です。 また、インターバルを短くしてぎりぎりまで血液中の酸素を消費し無酸素運動を行うことで、筋肥大に欠かせない成長ホルモンの分泌促進が期待できます。

分裂促進因子（ぶんれつそくしんいんし、英: mitogen）は、細胞分裂（有糸分裂（mitosis））の開始を誘導する低分子量タンパク質などの物質である。 有糸分裂促進因子、有糸分裂誘発因子、マイトジェンなどの名称で呼ばれることもある。 分裂促進因子による有糸分裂の誘導はMitogenesisと呼ばれる。

オーキシンは主に茎の先端部（頂芽）で作られる。 その後植物全体に伝わっていくのだが、その際に特徴的なふるまいを見せる。 まず第一に、オーキシンは、ほとんど茎に対して垂直方向、つまり基部方向（根の方向）にしか移動しない。

各種毒性試験結果から、ジベレリン投与による影響は、主に体重（増加抑制）、消化 管（軟便）及び肝臓（変異肝細胞巣等：ラット）に認められた。 繁殖能に対する影響、 催奇形性及び遺伝毒性は認められなかった。

オーキシンは植物が発芽して枯れるまで植物の成長を制御している重要な植物ホルモンです。 植物の細胞が分裂したり伸長したり、枝分かれする器官を作ったりする際にはオーキシンが重要な制御因子となっており植物の形態形成において中心的な役割を果たしています（参考文献１）。

オーキシンは茎を伸ばすだけでなく太らせるのに対し、ジベレリンは太るのを抑えることで茎の伸長を促進していたのです。 ジベレリンはオーキシンとともに茎を伸ばす物質と考えられていましたが、そうではなく、実は茎の肥満防止ホルモンだったのです。

ジベレリンを0.5%含む液剤です。 果樹などの生育促進・開花促進・果実肥大などを目的として使用されています。 ぶどうには場合によつてはサビ果の発生等、果実に障害が起こることがあるので、使用しないこと。

一般名はホルクロルフェニュロン（forchlorfenuron）。 化学名は1-(2-chloro-4-pyridyl)-3-phenylurea。 分子式C₁₂H₁₀ClN₃O、分子量247.68の白色の結晶性粉末。 植物の細胞分裂を促進したり、細胞数を増加させたりするなどサイトカイニン様活性を有する合成物質。

オーキシンの主成分は何ですか？ ›

そのうちの一つであ るオーキシンは indole-3-acetic acid（IAA）を主要な天然活性物質とする植物ホ ルモンであり、その生理作用は細胞伸長、光屈性や重力屈性、花芽形成など植 物の生活環のほぼ全てに関わっている。

〘名〙 (auxin) 植物の生長を促すホルモン、およびこれと同じ活性を示す合成薬品の総称。 芽と根の生長点で生成され、細胞の伸長を促進するほか、発芽、側根抑制などの働きがあり、屈地性、屈光性にも関係する。 植物生長素。

オーキシンは植物のさまざまな器官で合成される これまでオーキシンは茎頂付近の若い組織で合成され，それが維管束周辺の柔組織を経由して根の先端へ輸送された後，根の先端で方向を変えて根の皮層と表皮細胞を経由して根の基部に向けて移動すると考えられてきた^{(9, 10)}

オーキシンは細胞の伸長、分裂、分化などを促進する作用があり、茎や根などの 屈性反応（光や重力などの外部刺激に応答した成長運動）、根や葉など器官の発生、葉脈のパターン、胚発生などさまざまな生理・発生現象に関わる。

不定根というのは、植物個体が発生する時に、幼胚の時からできていた根系に由来するもの（主根、側根など）ではなく、親植物の茎、胚軸、葉などの他の器官の組織から分化するものですが、機能的には本来の根と同じ働きをします。 不定根形成は植物の種類によって形成されやす場合、そうでない場合と一様ではありません。

オーキシン[auxin] †

植物に対する生理作用としては細胞伸長がよく知られており，特に，細胞壁を緩める作用は多くの植物種で知られている． 植物体レベルでは，光や重力に対する屈性，頂芽優性，上偏成長，カルスからの根の誘導，果実の結実，単為結実，器官脱離など様々な生理活性が知られている．

青果物がエチレンガスを放出する理由は、自身の種子を小動物に運ばせるためと言われています。 エチレンガスによるエチレン反応で、表皮の細胞壁を結び付けているペクチンを分解させます。 そのペクチンを分解することで、細胞壁の間に隙間ができ、内部から香りとなるVOC（揮発性有機化合物）を放出し、小動物を呼び寄せます。

エチレンの生産方法は、ナフサ を主とする炭化水素を水蒸気と混合し高温で熱分解して生成物を蒸留分離することで作られます。 エチレンを生産する装置はナフサクラッカーまたはエチレンプラントと呼ばれる石油化学の中核をなす装置です。

▼エチレン プラスチックや化学繊維など石油化学製品の基礎原料。 加工するとスーパーの買い物袋や家電製品の外装など身の回りの様々なものになる。 日本ではナフサ（粗製ガソリン）を分解してつくるため、中東など産油国に比べ生産コストがかさむ。 国内需要の減少に加え、アジアや中東から安価な石化製品が流入。