第51話−A：🧪「デンプン平衡石仮説とコロドニー・ウェント説の間をつなぐ仕組み」をざっくり紹介

科学系ポッドキャストの日のテーマ

生物をざっくり紹介するラジオ、ぶつざくネオ〜。

今もあの日の生物部、しろです。

同じく、たよです。

この番組は、生物にまつわることをざっくり紹介する番組です。

本日もよろしくお願いします。

はい、ということで、久々の科学系ポッドキャストの日、12月です。

おお〜、久々ですね。

そうなんです、久々なんですよ。あんまり最近やってなかったね。

おお〜、ちょっと余裕がね、なくてね。

はい、ちょっと久々ではありますが、これからちゃんとやっていきましょう。

はい、そうだね。

こういうふうにね、参加して。

ということで、今回はですね、科学系ポッドキャストの日、12月の共通テーマに参加しております。

はい。

まず、ちょっと待ってくださいね。

はい、まず科学系ポッドキャストの日っていうのは、毎月10日頃にさまざまなポッドキャストがホストとなり、共通テーマを配信するっていうような企画です。

はい。

えーと、そうですね、科学系じゃないポッドキャストの方もたくさんいらっしゃいますけれども、

この共通テーマに関わることであれば誰でも大丈夫というような感じですね。

いやー、素晴らしい。

はい、ということで、今回はえーとですね、今回のテーマはゼロです。

ゼロ。

はい、で、ゼロです。

絶対零度、ゼログラビティ、ゼロ歳児、カウントダウンゼロなどなど、数字のゼロに関するエピソードを募集します、とのことですね。

はいはいはい。

で、ホストは技術者金丸のプラントライフっていうポッドキャストを配信されている金丸さんです。

うーん。

はい、ということで、ゼロにまつわる、12月ということは年が終わるということですよね。

うん。

一回リセットされるという。

デンプン平行石仮説

あー、ゼロになるってことだね。

そういうことです。

おー。

はい、もうシュアスとも言いますから、みんな忙しくて、みんなのヒットポイントもゼロになりますよね、この時期ね。

そうだねー。

ということで、じゃあえーと、ゼロにまつわる話を今回はしていこうと思います。

おー。

今日は何を紹介するんですか?

はい、今日は科学系ポッドキャストの日、12月の共通テーマ、ゼロにまつわることをざっくり紹介していきます。

おー、ゼロですか。何もないってこと?

はい、そうなんです。まあ、ゼロっていう感じでは今回実際はあんまりなかったんですけど、調べていくほど。

あ、じゃあゼロに沿ってないってことですね。

いやいや、ゼロに近いというところで。

ゼロに近いって。

はい。

いいのか?

はい、ということで今回は、まずサイドAでは、ある仮説、説について話をしていきます。

おー。

はい、まあ説というか、説と説の間を挟むような仕組みについて話をして、サイドBでは、じゃあそれがゼロで、ゼロの環境だとどうなのかなというようなところですね。

おー、仏作ネオは最終回に向けて50話で折り返して、今回51話、まあ新たなスタート、まあ一回ある種ゼロになってるっていうような感じですからね。

そうですね、確かに確かに。はい、リスタートです。

リスタートということで、いいテーマなんじゃないですか?

そうですね、はい、ということで、じゃあ先にちょっと話を、まずサイドAのテーマからちょっと話をしていこうと思うんですけれども、

今回話そうと思っているのは、でんぷん平行積仮説とフォロドニーイベント説の間をつなぐ仕組みが新しく研究されましたので、ここについて話をしていこうかなと思います。

はいはいはい、最近トレンドのね。

そうなんですよ、最近トレンドのところです。

いやー、なるほどね、それを、もうぴったりだねってことはね。

そうなんですよ、はい。やっぱね、ここの間、やっぱなんかその中間化石がないなみたいな感覚で、やっぱりこの仮説とこの説の間、なんかちょっとつながってないなみたいなのがありましたよね、今まで。

おーっとね、うん。

そこを埋められるような話を今回していきますので。

いやー、それだね、うん、オッケーオッケー、よし。

もうこれであれかな、みんなもうわかっちゃったかな。

わかっちゃったね。

ああ、そっかそっか。

まあ有名な話ですからね。

ねえ、だって流行語大賞にもどっちもノミネットされてたもんね。

知らない国民の方が珍しいっていうぐらいでしょ?

そうですね、はい。

なんだしろちょっとひねりがないよ、それじゃあ。

すいません、すいません、申し訳ないですね。

ということでね、茶番はこれまでにしてどっちも聞いたことはありません。

そうですよね、ただこれですね、実はコロドニーイベント説、後半の方のやつなんですけど、これ高校の教科書にも載ってるはずなんですよ。

嘘でしょ。

本当に載ってます。

まじか。

はい、まあこの説の名前であるということは、これはこれを調べて初めて知ったんですけど、教科書にも載ってる内容です。

そう。

まじ?

すごい有名な話です。今日ですよ、共通テストにも出ますからね、これね。

まじで、やば、勉強不足すぎる、やべえやべえ。

はい、ということで、じゃあどういう話なのかっていうのをまずサイドAからやっていこうと思います。

はい。

はい、ということで今回話していくのは植物の仕組みなんですけれども、植物ってどんな感じですか、形態。

形態?まあ根っこがあって茎があって葉っぱがあって。

どこに根っこがあるんですか?どこに茎があるんですか?

地面に根っこがあって、地面の上に茎があって、所々に葉っぱが生えてて、たまに花が咲くぐらいな感じじゃないですか。

そうですよね。上というのはどうやって決めてるんですか?地面の上って言いますよね。

重力に逆らって的な、その長短分裂組織があるところですか。

はい、ということで今回は重力屈折について話をしていきます。

重力屈折、はいはい。

ということで、まずいきなりなんですけど、今まで言われていた、これ100年ぐらい前に言われていた説。

100年以上前に提示された説として、澱粉平行石仮説っていうのがあります。

澱粉平行石仮説。

そうなんですよ。簡単に言うと重力、重いものは下に落ちますよね。

もっと前にニュートンさんが調べたわけじゃないですか。調べたというか、リンゴ落ちることを見て、重力があるんだなって思ったわけだよね。

重力といえばこれですよ。

これか。

これです。この重力によって重いものは下に落ちるっていうのを植物は感じ取って、センサーが備わってるんですよということですね。

はいはいはい。

これ研究の中身なんですけれども、根っこの先端根幹があるじゃないですか。

アミロプラストの話ですか?

そうです。知ってましたね。

まあね、そこでオーキシンの流れあるでしょ。

オークスワンとPINか。

オーキシンの入り口と出口が配置されるんだよね。

そうです。もう全部言ってしまった。

そこか、教科書なんつったって教科書に載ってるからね。

そうですね。もうアミロプラストも教科書に載ってるの?

載ってる。

じゃあ、ここ最近の海底でってこと?

いやー、僕が教員になってからもあったような気するけどね。

アミロプラストの研究が割と最近の研究っぽいんだよね。

そうなの?

そう、この間のところが。

ということで、トヨは高校の先生なので知っていたというところですが。

よかったよかった。

ということで、トヨのように全部知ってるよっていう方はサイドA飛ばしてサイドBに行っていただければと思います。

待って待って、待ってよちょっと。

まあね、知らないこともあるかもしれないからとりあえず聞いてみてからね。

まあそうですね、じゃあ皆さんが知っている、知らないことがゼロでないことを願ってやっていきます。

すごいじゃん。すごい結びつけ方やん。

そうなんですよ。

これについてね、アミロプラストってなる方もいらっしゃると思いますので、そのあたりの知識がゼロの方にもちょっと話をしていこうと思います。

はい、ゼロでも大丈夫。

なんつったってゼロがテーマだからね。

ということで、じゃあその話をしていくと、まず根っこの先端根幹っていうところに重力感受細胞であるコルメラ細胞っていうのがあるんですよね。

その中、コルメラ細胞で研究がわかったということで、実際はいろんな植物体、植物体というかドコンの細胞にもあるんですけど、

その中に澱粉を高度に蓄積した高い比重を持つ細胞小器官、これをアミロプラストというふうに言います。

なので、澱粉がたくさん詰まっていて比重が高いから、下に向ければ落ちてくるって感じだね。

なんかビーズのイメージ、コロコロコロみたいな、ビーズっていうかビー玉みたいな。

俺あのイメージだった、なんだ、砂時計の水バージョンのやつあるじゃん。

なんか色水みたいなやつがポポポポポポって落ちてくる感じ。

水と油で混ざらないやつを特性を有効活用して作るインテリアの一つみたいなあれだよね。

そうそうそうそう、あんなイメージかなっていう。

センサリーボトルってやつか。

ちょっと名前は知らないけど。

砂時計の水バージョン。

あれぐらいの感じ?なんかそのペースペースというか、シュッてやった瞬間にサッとならない感じ。

ビーンって移動していくようなイメージかなって思います。

ポトンポトンポトンみたいな感じだね。

そうそうそう、そんな感じです。

これがですね、重力があるとこのアミロプラストが下に沈んでいきます。

そうすると細胞膜を押して物理的な刺激が起きるという感じですね。

これが、これが澱粉平行石仮説っていう風に言って100年以上前に提示されたんだけど、実際はよくわかってなかったんだよね。

でも初めて聞いたその仮説は。

そうだよね、名前初めてだよね。

これが、とにかく澱粉によって、めっちゃ澱粉が詰まったアミロプラストっていうものがとにかく沈んでいくことによって植物って上下がわかってんじゃないのっていうところまでは100年以上前にわかってたんだけど、

実際それによってどうオオキシンの濃度勾配が起きるかっていうのがわかってなかったんだよね。

なるほどね。

オーキシンの輸送と影響

そこのところがですね、アミロプラストが沈んで細胞膜に近づくと、アミロプラストの中に存在するレジーワンライクタンパク質っていうのがあって、これが細胞膜に移動します。

細胞がアミロプラストの位置情報を感知して、それによってレジーワンライクタンパク質がオオキシン輸送を促進する因子、これを発現して細胞間でのオオキシン輸送が行われると。

オオキシン勾配が起きるということですね。

そこにさっきトヨが言ってくれたピンタンパク質とかそういうのが出てくるっていう感じですね。

入り口出口のタンパク質だね。

そうです。カルシウムイオンチャンネルみたいなところが関係してるんだよね。

オオキシンと植物の成長

ということで、結局この、簡単に言うと、アミロプラストが沈んでいきます。細胞膜近くに来ました。ってなったらいろいろタンパク質が出てきて、それによってオオキシンが細胞膜を通れるようになるよっていうことです。

このオオキシンっていうのが植物ホルモン、化学物質に由来してるところなんだけれども、それがあるから成長できるってことだよね。グングングングン。

そうですそうです。ということで、これはですね、オオキシンってそれによってってことですけど、植物って適度な濃度のオオキシンを与えると成長が促進されるんだよね。

あ、それ上と下じゃあれ違うよね。

そうですそうです。上と下というか茎と根っこでね。

うん、そうだよね。

っていうのが、そうです。高濃度のオオキシンを与えると成長が逆に言うと抑制されるということなので、

同じオオキシンの濃度であっても茎にあるか根っこであるかによって、根っこの方が適度なオオキシン濃度って植物の部位によって異なっていて、茎の方が根っこよりも適度なオオキシン濃度が高いんだよね。

だから同じ量、茎だとちょうどいいなってなって促進されるところが、根っこで同じ濃度にしちゃうと逆に言うとなんか高すぎるってなって成長阻害されてしまうという感じです。

感受性がね、違うんだね。

そうですね。ということで植物を横に置いたらオオキシンの濃度が下に行くほど濃くなっていくよね。

アミロプラストが落ちて細胞膜をオオキシンが通り抜けられるようになって、ということでオオキシンが下に下にって移動していくよね。

そうすると芽の方、茎の方ではオオキシンの濃度が高い。下の部分が適度なオオキシン濃度になるから下側が伸びる。

上は変わらない。下側伸びるってことは植物は上に曲がっていくよと。

根っこの場合はオオキシン濃度が高いと高すぎてしまうので、高すぎ判定なので下側の伸長が阻害される。

なので上側は普通に伸びるから根っこは下に向いていくよっていう感じですね。

うまくできてるね。

そうね。すごいよね。このオオキシンの感受性が違うっていうのがすごい面白いなって思うよね。

うまいこと作ったね。

作ったんね。スパゲティモンスターがね。

そうですね。確かに確かに。

なんか前回の回引っ張られてるな。

この重力方向の細胞と反対側の細胞の間に伸長差。

どっちが伸びてどっちが伸びなくてっていうようなところで根っことか茎が曲がる。

この仕組みをコロドニーウェント説っていうね。

へー。知らない。そうなんだ。

そうなんですよ。

名前ついてんだあれ。

教科書には載ってない言葉ですね。

なんかしらその澱粉が入ったアミロプラストが落ちることによってその重力を感知して

何かしらが起こってそのオオキシンの

だからその何?

なんかその澱粉が詰まったアミロプラストが落ちるよっていう

この澱粉平行石仮説と

それによってオオキシンの濃度が変わって

茎の方は上側に向いて根っこは下側を向いて

みたいな曲がり方の仕組みをコロドニーウェント説と言うんですけど

これぐらい有名な現象だけど

その間をつなぐ仕組みがあまり分かってなかったっていうことです。

だからアミロプラストが落ちたことによって何が起こってんのっていう

そっからオオキシンにどう繋がるのっていう部分が分かってなかったってことですね。

なるほどね。なんか転がってる何かはある。

でオオキシンみたいなそういう流れていくものはある。

でもこれは別々のものとして捉えられてて

結びつきがなかったってことなんだ。

別々のものかどうかは関係はしてるよね。

両方とも重力だしっていうのはあったかもしれないけど

その間が繋がらなかった。

なぜそれがアミロプラストからオオキシンの濃度勾配が起きるのっていうのが

分かってなかったっていう感じです。

なるほどね。

実際これを確かめるにはタンパク質を特定して

それを光らせてタンパク質ここで発現してるみたいなのを分からないという意味ないからね。

その辺が最近分かったよっていう。

最近っていうのが何年前かちょっと分からないですけど。

割となんかパッと見た感じ本当に最近っぽかった。

2020年とか。

え?嘘?本当に?

調べるものが。

違うかな。他のデータかもしれない。

なんか結構昔からあったような記憶があるんだけど、そっか。

なるほどね。

分かんないな。

タンパク質までが最近分かったのか

カルシウムイオンチャンネルを開けるオオキシンの輸送の部分は

もっと初めから分かってたとかそういうことかもしれない。

分からんな。

はい、ということです。

時系列がいろんなサイトを見たことによって

これが何年でこれが何年でみたいなのを色々調べてた結果

どれが何年だか逆に分からなくなりました。

はい、ということで

これがですね、結構本当に有名な話ではあるんですけれども

こういった説と説、

澱粉平行石仮説とコロドニーイベント説がちゃんと繋がったよっていう話です。

おめでとう。

ということで

今まで分からなかった情報ゼロのところが解明されたんですけど

今回はそのゼロの環境ってなんだろうねっていう話ですよ。

重力と植物の進化

ゼロの環境?

はい、これがゼロだったらどうなるんですか?

宇宙創生前の話をしていらっしゃる。

時期の話ですか?

何もない宇宙創生の前。

インフレーションが。

昔すぎるな。

昔すぎますね。

ということで、じゃあ何でこの植物って

いろんな重力によって

アミロプラストが落ちてみたいなことをやってるのかっていう話ですよね。

これは植物が陸上に上がった4億年前、4億5000年前

水中から陸地に行ったじゃないですか。

この他場合やっぱ紫外線とか乾燥とか重力とか

いろんな問題がありましたよね。

あっただろうね。

ということで、この進化ってとにかく重力前提の体じゃないですか。今の植物って。

そうだよね。

じゃあこの重力がゼロだったらっていう。

無重力。

そうです。がサイドBです。

気になるやん。

確かに。じゃあ植物、うねんうねんに育っちゃうかもしれないのってこと?

そういうことですよ。アミロプラスト沈みませんよね。

どうなるんでしょうかということです。

面白そう。ちゃんと育つの?実はちゃんと育ったよってなったらもうめちゃくちゃだし。

これはちょっといろんなことが考えられそうだけど、でもどうせ思ってる通りにはならないんでしょう?

知ってるよ。

どうですかね。

楽しみだ。

早川さんがスパゲッティになってしまうかもつって。

今回も公開収録をしています。スパゲッティになっちゃうか?

でもスパゲッティになりそうな気がする。ぐにゃんぐにゃんに育っていくような気がするな。楽しみです。

ということで、これがゼロ環境でいったらどうなるのかっていうのはサイドBをぜひ聞いてください。

お願いします。

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