内部灌流法による植物細胞膜特性の研究

Studies on menbrane characteristics of plant cells by means of internal perfusion

　はじめに

　神経細胞の膜生理学が1961年Tasakiら^1），およびHodgkinsら^2）の二つのグループがそれぞれ独立にイカの巨大神経の原形質を取り除いて内部を人工液で灌流することに成功してから急速な進歩をとげたことは周知の事実である^3,4）。細胞膜の外側だけでなく内側の環境をも自由に制御できることは膜現象の物理化学的理解に不可欠であることはいうまでもない。植物細胞での内部灌流の試みは動物細胞よりもむしろ古い。すでに1935年Blinks^5）は海産の緑藻Halicystisの巨大細胞に2本の微小ガラス管を挿入し，細胞内を海水で灌流した。

　植物細胞には動物細胞とは異り，原形質膜と液胞膜の2枚の膜がある。成熟した植物細胞の基本的な構造を図1aに示した車軸藻類の節間細胞の縦断面図を参考にしながら説明する。すなわち外部から内部に向けてセルロースを主成分とする細胞壁（Cw），原形質膜（Pl），ゲル状原形質外質，外質に埋まっている葉緑体（Chl），活発に流動している原形質内質（En），液胞膜（Tp），液胞（Vac）などがある。Blinksの行った内部灌流は実は液胞灌流で，イカの巨大神経で行ったように原形質に相当する部分を灌流したのではない。本論で主として取り扱う車軸藻類の節間細胞は液胞灌流だけでなく，イカで行われたような「原形質灌流」をも容易に行うことができる。本文に入る前に材料の特徴を簡単にのべる。