研究テーマについて・・・
このように役割分担の形成に至るには、情報において次の2つの機序が考えられる。
1つ目は、分裂細胞が細胞分裂をする前に、すでに必要な情報を受け、将来の役割分担にそった細胞分裂が行われるとする考え方で、いわば「機能的不等分裂」※によるものである。（※「機能的不等分裂」は私の造語である）
そしてもう１つは、分裂前にはまだ両者の将来の方向性は定まっておらず、それぞれが細胞分裂をした後に必要な情報に基づいて役割分担を認識し、一方が次の分裂細胞に、他方は伸長成長をするように、と機能的に違った性質を獲得する、いわば「機能的分化」をする、という考え方である。
この場合には、役割分担の認識に係る情報を操作する事によって、細胞分裂後でも、各々が可逆的に役割分担を入れ替える可能性がある。
情報を欲しがっている側、情報を伝えたがっているのはどちら側であるのか（又は双方の相互作用が不可欠であるかも知れない）も興味深い点である。そこにはどのような情報伝達があるのか、どのような情報因子によってそれがなされるのか調べたい。将来は一つ一つの細胞に注目し、連続観察によってその挙動を追っていきたい。
2.植物細胞の情報要求性
ある種のレタス等の光発芽種子では、赤色光と近赤外光の強度比依存的に可逆的に、発芽するのかしないのかを自ら決定している。エネルギー源として光照射が必要なのではなく、赤色光と近赤外光の強度比を情報源として、外界の様子を伺っているのである。
私は、培養細胞にも、このような何等かの情報を感じて自分の役割を判断する能力があるのではないか、と考えている。
植物細胞は、分化全能性という特異的な能力を持っているにも関わらず、完全合成培地を用いて、単独の細胞から増殖を開始させる「単細胞培養」はきわめて難しい。
しかし最近では、植物バイオテクノロジーの要求の高まりと共に、例えば、マイクロインジェクション法により遺伝子導入を果たしたプロトプラストから、植物個体を再分化させようとする場合など、どうしても単細胞から増殖をスタートさせたい場合もある。
その場合には、完全合成培地による単細胞培養法に替えて、ナースカルチャー法（看護培養法：nurse culture method）、フィーダーレイヤー法（feeder layer method）、或いはコンディショニング培地（conditioned medium）を使用した培養法が試みられている。
これらの培養法が有効な理由は、例えばナースカルチャー法においては、ナースセルが増殖させたい単細胞に対して、フィーダー（feeder）としての役割を果たし、単細胞の増殖に必要な未知の中間代謝物質を、生育促進因子として供給するからである、とされている。
しかし、私は、単細胞が増殖するのに必要なのは、未知の生育促進因子ではなく、分裂増殖の開始が可能である、という「情報」なのではないかと考える。
植物個体由来の組織から脱分化して得られた単細胞は、脱分化したとしても、多細胞生物としてのアイデンティティーは保存され続けており、細胞単独の状態だと自らの役割分担の方向性についての情報が得られず、増殖が開始できないのではないかと考える。
フィーダーレイヤー法において、フィーダーセルと分裂増殖させようとする遊離単細胞は必ずしも同一種である必要がない。私は、異種細胞間でフィーダーレイヤー法による培養の成立が見られたのは、分裂増殖させようとする遊離単細胞が「単独」の状態ではない、という何らかの「情報」をフィーダーセルから受け取る事が出来たからであると考える。
遊離単細胞の増殖に必要なものが、フィーダーセル由来の「中間代謝産物」であるとするなら、種に依存した特異的な「中間代謝産物」と、その「濃度」について要求性を示すはずで、同一種、近縁種、異種など、遊離単細胞とフィーダーセルの種近縁度によっても生育に違いが見られるはずである。
また、同一種であった場合でも、フィーダーの役割をさせようとする細胞群の分化状態などの「個性」は、分裂増殖させようとする遊離単細胞の生育に影響を与えるかどうかも調べてみたい。
従来、このような研究テーマは「栄養学」的な視点で扱われる事が多かったが、私は、栄養学とは別の側面から植物細胞の研究、或いは組織培養に検討を加えて行きたいと思う。
動物では、種（species）ごとに特異的な形態・個体の大きさをもっているが、植物はこれと比較すると、形態・個体の大きさ共に冗長性が高い。
これは、形態・個体の大きさを決定づけるものが、動物では遺伝的なプログラムによる割り合いが高いのに対し、植物では生育環境から得られる「情報」に依存する部分が多いからであると私は考える。
「情報」の重要性を裏付ける現象の一つに、馴化（habituation）、もしくはアネルジー（anergie）と言われるものがある。
馴化とは、カルス培養等において、継代をくり返すうちにそれまで要求性を示していた植物成長調整物質（植物ホルモン）に対して、要求性を示さなくなる現象の事である。
馴化現象は、遺伝的変異を伴わない（遺伝子外：epigenetic）後成的変異で、それまで要求性を示していた植物成長調整物質を自ら生合成（内生ホルモン）する能力を獲得する、という説が有力ではあるが、遺伝的変異を伴う可能性もすてきれない。
馴化現象において興味深いのは、オーキシン非要求性細胞や、サイトカイニン非要求性細胞を「人為的」に誘導する事ができる、という事である。
例えば、高濃度のオーキシン処理によってオーキシン非要求性細胞を、カイネチン処理または高温処理によってサイトカイニン非要求性細胞を人為的に誘導する事ができる。
このような人為的な処理によって、植物細胞の要求性を変化させる事ができるのは、「情報」という観点から大変興味深い。
「情報」による要求性の変化と似た現象は、植物個体においても見られる。
例えば、ダイズに37℃程度の高温ストレスを、数時間与えてやると、熱ショックタンパク質（heat shock protein）生合成が誘導され、このダイズは50℃にも耐える高温耐性を獲得するようになる。
この場合の「37℃で数時間」という処理は、ダイズに高温耐性を獲得させた「情報」という事になる。また、高温耐性以外の様々な耐性（例えば耐凍性、耐寒性）獲得のメカニズムにおいても、あらかじめ「情報」が必要である事が知られている。
3.植物細胞の多細胞生物としてのアイデンティティー
一見すると均一なサスペンジョンを呈する液体盪振培養系（懸濁培養）にあっても、顕微鏡で調べて見ると、単細胞の状態の遊離細胞として存在するのは稀で、ほとんどが数十〜数百程度の細胞集塊（clump）の状態で存在する。
遊離単細胞を得ようとして、酵素処理やコルヒチン処理を施しても、懸濁培養の過程で細胞が再び集団化して集塊を形成するのが一般的である。
単細胞の状態では分裂能そのものが極めて低いようで、増殖するためには、再び集塊を形成する事が不可欠である場合も多いようである。すなわち、集塊の形成は、増殖準備段階、あるいは分化準備段階のような相であると私は考える。
分裂増殖に先立ち、細胞の集団化が必要なのは、植物細胞の細胞分裂の特徴によるものかも知れない（植物細胞の分裂と植物の成長を参照されたい）。
ところで、遊離単細胞を観察してみると、液胞化が進み肥大化したもの、細胞質に富むもの、管状要素に分化してしまったもの等、色々な個性の細胞が認められる。
このような色々な個性の細胞が、再び集塊を形成する「相手」を認識する時、どのような情報を元にパートナーを決定するのであろうか？ このような細胞の個性は、集塊が形成されてから決定されるのであろうか（この場合は「分化」と言う事になる）？ それとも、集塊を形成するのに先立ち、想定される役割分担の上で、好ましいパートナーを認識して選んでいるのであろか？ そこにはどのような情報のやり取りがあるのであろうか？ もしパートナーを認識して選んでいるのなら、それに反するような意図的（人為的）な細胞の配位に対し、培養細胞はどのようなリアクションを示すであろうか？
寒天培地での静置培養においては、一見均質な細胞塊のように見えるカルスも、カルス塊の外側の分裂増殖の盛んな部分（メリステモイド）と、内部の古くて分裂能を失った部分が局在している。内部の古い細胞群が、周辺の新しい細胞群に必要な養分（代謝中間産物）を供給して、その分裂を促すというフィーダー（Feeder）としての役割を果たしており（※ 私はそのようには考えてはいない）役割分担が認められる。
カルスは植物個体から脱分化して得られた不定細胞塊であるが、この役割分担という点に注目すれば「メリステモイド」と「フィーダー」という具合に、立派に機能分化した「組織」を形成していると言う事ができる。
もともとは分化全能性をもっている（と言われている）植物細胞同士が、どのように役割分担を確立して行くのか？ 植物細胞の研究によって多細胞生物としてのアイデンティティーの一面を見る事ができるのではないかと考える（植物組織の特徴を参照されたい）（植物の胚発生を参照されたい）。
4.植物の組織相互作用（tissue interaction）
タバコのカルスを再分化させる過程では、先ずカルス塊のある部分から不定芽（adventitious bud）が生じ、続いて別の部位から不定根（adventitious root）が生じる。しばらくすると両方の器官が維管束（植物組織の特徴を参照されたい）で連結され、植物個体が再生される。
このプロセスを見ると、不定芽を誘導原（inductor）とした誘導現象（embryonic induction）のように思える。
植物細胞ではどのような誘導連鎖（chain of induction）があるのであろうか？ 誘導連鎖に介入を試みると、どのようなリアクションが見られるであろうか？ どのような誘導物質（inducing substance）、または「情報」が関わっているのであろうか？
5.植物細胞の部位による個性と植物個体の各細胞の部位による個性
植物細胞は「植物細胞の情報要求性」の所で述べたように、各々の部位で、必要な役割を担うために「個性」を持っている。これは「植物細胞の多細胞生物としてのアイデンティティー」の所で述べたような、観察によって確かめられる形態的なものから、未だ確認されていないような、ある種の情報のドナーとアクセプターのような目に見えないものかも知れない。
興味深いのは、全能性をもつ植物細胞クローン集団であるはずの培養細胞も、部位によって「個性」をもっている、あるいは「個性」を獲得する・・・という事である。
私は、植物細胞の個性とは何か、何がどのように違うのか、個性獲得のメカニズムはどのようなものであるかを研究したいと考えている。
維管束系をなす導管要素の「二次プラスモデスム」は、既存の細胞壁が酵素的に分解を受けた事による構造体である。
しかし導管要素は、原形質膜、核、細胞質のほとんどを失った「死んだ」細胞であるはずで、自らはセルラーゼあるいはペクチナーゼの生合成は不可能である。
したがって導管要素の細胞壁の一部を分解し、二次プラスモデスムを形成させた酵素群は、別の細胞に由来したものである。（植物組織の特徴を参照されたい）
私は、この酵素群がどの細胞から由来したのか？ どのように導管要素の細胞壁の「一部」だけを選択的に分解したのか研究したいと考えている。
6.植物細胞の「細胞接着」
動物細胞では、独立性の高い細胞が細胞接着という概念に基づいて組織、個体を形成している。動物細胞における細胞接着では、デスモソーム（desmosome）、ヘミデスモソーム（hemidesmosome）など、細胞接着のための「構造体」が見られる。
これに対し植物では、もともと個体の全ての細胞が連続性のある細胞壁によってつながれており、細胞接着のための構造体は見られない。また、植物では細胞膜を貫通する原形質連絡（プラスモデスム）という構造によって細胞同士の原形質が一部共有される環境にある。その意味で植物個体全体が一つの巨大な「多核体」としての性質を持っている。
しかし、植物の遊離単細胞が集塊を形成する場合、動物細胞における細胞接着のように、何らかの方法で細胞同士が結合しなければならない。私はそれがどのようなものであるか調べたいと考えている。
仮説について・・・
1.植物培養細胞の再分化情報要求性
植物細胞は、遊離状態の細胞単体では再分化はおろか、分裂増殖すら出来ない。コンディショニング培地を用いた培養系では、遊離単細胞の「栄養増殖」を再現しているかのように見えるが、これは、コンディショニング培地中に、それまで培養系に懸濁してあった細胞の「残り香」や「体温」のようなものが「情報」として存在し、遊離状態の単細胞が「ひとりぼっち」ではない事を感じ取るからであると私は考える。
植物培養細胞は、その再分化に際して、なんらかの分化の方向性を与えるような情報が不可欠であると私は考える。
植物成長調整物質（植物ホルモン）を、自ら産生して分化成長の方向性を決定づける事ができる（内生ホルモンの自家産生能）としても、その内生ホルモンの産生にも情報要求性を示すものと私は考える。
2.植物細胞は培養系の中にあっても多細胞生物としてのアイデンティティーを保持する
集塊やカルスとして継代可能な培養細胞も、遊離細胞単体での栄養増殖は不可能である。分裂増殖をしようとした場合、必ず一旦集塊を形成して組織化しようとする。
これは遊離状態の細胞単体の中にも由来植物の性質である「多細胞生物」としてのアイデンティティーが失われずに機能し続けているからであると私は考える。
集塊やカルスには、メリステモイド領域とフィーダー領域という様に機能分化と役割分担が成立しており、これは立派に「組織」を形成していると言える。
すなわち高等植物細胞の栄養増殖の機序は、培養系の中に多細胞生物である由来植物個体の環境をシュミレートする事である。
動物では、神経系、内分泌系、免疫系、細胞接着などにより、多細胞生物の一個体としてのアイデンティティーが主張されているのに対し、植物におけるそれは、プラスモデスムの形成によっていると私は考える。プラスモデスムによって、植物個体を一つの巨大な「多核体」と見る事ができる（植物組織の特徴を参照されたい）。
3.植物細胞の分化全能性については未だ疑問である
植物細胞の分化全能性は細胞単独の状態では発揮されない。分化全能性が発揮されるのは、分化させようとする単細胞の他に、これと相互作用する複数の細胞の関与が必須である。
これまでの組織培養による検証において全能性が認められたのは、単独の植物細胞に対してではなく、単独の植物細胞を「含む」幾つかの細胞が寄り集まった培養体（カルス培養、懸濁培養がこの例である）、または単独の植物細胞に対して相互作用すべき細胞群を情報の上でシミュレートした培養系（コンディショニング培地による遊離単細胞培養がこの例である）に対してである。
私は、植物個体は多核体としての性質が強く、多核体の一部としての植物体には全能性が認められるが、遊離単細胞単体では細胞分裂そのものも不可能で、細胞分裂に際しては複数の細胞間での相互作用が不可欠、再分化に際しても分化の方向性に係る情報要求性を示すものと考えている。
植物細胞の「培養系」に対して、脱分化および再分化の能力が認められただけでは、植物「細胞」の分化全能性の説明として、まだ不十分なのではないかと考える（植物の胚発生へ）。
おわりに・・・
このような植物細胞を扱う課題には大変時間がかかる。植物細胞のリアクションが極めてゆっくりだからである。
それだけでなく、ある重要なリアクションは、私達が考えているよりもずっと早く（速く）進行し、見落としされすいという側面もあるのではないかと私は考える。
私は研究を本業とするわけではないので、一定の成果やフィードバックを要求される事もない。したがって、このような気の長い研究テーマには向いているのではないかと思う。一生をかけてのんびりやって行こうと思う。
しかし、何時かはドラスティックなリアクションも観察できるのではないか・・・と、野心も持っている。
先述の細胞間相互作用（cell interaction）の仲立ちをするものは、おそらく、栄養学的に検証されるような、何らかの物質や因子そのものではないであろう。
私が何を考えているのか想像がつくと思うが、共焦点レーザー走査型顕微鏡、マイクロマニュピレーター、Ca+イオン測光顕微鏡、パッチクランプに現在興味を持っている。
2002年3月9日