鉄の糸を解く： 植物の細胞内プールを深く掘り下げる

鉄の糸を解く： 植物の細胞内プールを深く掘り下げる

Untangling iron threads: A deep dive into plant intracellular pools

Alexandra Leskova、Tou C. Xiong、Stephane Mari、Catherine Curie IPSiM、モンペリエ大学、CNRS、INRAE、Institut Agro、モンペリエ、フランス

Quantitative Plant Biology,
6:e14, 1-8
https://dx.doi.org/10.1017/qpb.2025.11

要旨
鉄（Fe）は植物の必須元素であり、光合成を含む多くの代謝プロセスに関与している。その細胞内濃度は、代謝需要を満たしながら毒性を回避するために、正確に調節されなければならない。本総説では、イメージングと定量化技術における最近の進歩に焦点を当てながら、植物細胞における鉄プールの分布、動態、および調節について探求する。主要な鉄コンパートメント（葉緑体、液胞、アポプラスト）、および鉄の恒常性を維持するためのそれらの相互作用、さらに鉄の局在に関する理解を一変させたシングルセルICP-MSのような新しい方法論について論じる。我々は細胞内の鉄の動態と異なる鉄プール間の複雑な相互作用に関する現在の知見を要約することにより、植物の鉄調節を支えるメカニズムに関する洞察を提供する。これは、植物の回復力と栄養の質の向上を目指した将来の育種プログラムにとって極めて重要である。


図1. アブラナ属植物の一次根における異なる細胞層間の鉄分布の定量的表現。(a) Giehlら(2023)のデータに基づく、組織特異的に細胞分画した根プロトプラストにおいてICP-MSにより測定された細胞質内鉄濃度の模式図。(b) アブラナ根における遊離性Fe2+の分布。表皮における極性局在化を示す（Alcon et al., 2024のデータに基づく）。左：Fe²⁺特異的蛍光プローブで染色し、プロピジウムヨウ化物で対比染色したシロイヌナズナ主根の分化帯および成熟帯の縦断共焦点レーザー走査顕微鏡画像。細胞壁におけるFe2+の濃縮と、二つの根段階における相反する極性を示す。右：同じ二つの根領域における可動性Fe2+プールの分布と相対定量の模式図。Fe濃度はカラーコードスケールで表示。マゼンタLUT：SiRhoNox-1（Fe2+）、青LUT：プロピジウムヨウ化物（PI）。Ep＝表皮、c＝皮層、en＝内皮層。
スケールバー＝20μm。

表1. 植物組織および細胞における鉄含有量と動態を測定するための先進的分析手法の比較