カビの菌糸は一歩ずつ段階的に伸びる：カビのインタ−バル走法とは 
カビ（糸状菌）は、糸状の菌糸の先端を伸長させ成長します。カビは伸びる際に多くの酵素を出して有機物を分解することから、生態系の物質循環に大きな役割を果たしています。私達の身近には、コウジカビのように伝統的な発酵食品（酒・醤油・味噌など）の生産に関わるものや、酵素や抗生物質の生産などバイオ産業で利用される有用なカビが存在しています。その一方で、いもち病など農作物に被害を与えたり、ヒトに感染して疾病を引き起こすなど、病原性のあるカビも存在します。カビの高い酵素分泌能や病原性は、菌糸の生育と密接に関連しているため、菌糸が伸び続ける仕組みを解明することは重要です。
最近、筑波大学生命環境系らの研究グループは、カビの菌糸が伸び続ける仕組みを、超解像顕微鏡を含む蛍光イメージング技術により明らかにしました。超解像顕微鏡とは、従来の光学顕微鏡が持つ回折限界を超えた分解能を発揮する光学的手法であり、従来は電子顕微鏡でしか得られなかった分解能に近い解像度が得られることから、開発者達は2014年のノーベル化学賞を受賞しています。細胞・組織または個体レベルでタンパク質などの挙動が確認でき（バイオイメージング）、生物学的な情報がより多く得られます。
研究者達は、分子生物学的手法が整備されているカビAspergillus nidulans（アスペルギルス ニドゥランス）を用いて、菌糸が伸びる仕組みを解析しました。このカビは、産業上重要なコウジカビ（アスペルギルス オリゼー）や日和見感染症のアスペルギルス症の病原菌（アスペルギルス フミガタス）などの近縁種です。
さて、菌糸が伸びるために必要な膜の成分やタンパク質は、菌糸先端から合成されるアクチンフィラメントに沿った分泌小胞の輸送によって、菌糸先端に供給されます。アクチン、分泌小胞をそれぞれ緑色または赤色蛍光タンパク質で標識し、蛍光顕微鏡で経時的にライブイメージングを行った結果、それぞれの蛍光が菌糸先端で同調して強弱の変化を示しました。また、カルシウムチャンネル依存的に、細胞内カルシウムの一時的な増加が周期的に観察されました。カルシウムイオンの流入と、菌糸先端におけるアクチン重合と分泌小胞量の増減が、同調して周期的に起きることが明らかになりました。
以上の結果から、菌糸の伸長速度は一定ではなく、早い時期と遅い時期が存在することが示されました。菌糸伸長が遅い時期には、菌糸先端でアクチンが重合化し、分泌小胞が蓄積します。そこに一時的なカルシウムイオンの流入が生じて細胞内濃度が上昇すると、菌糸先端のアクチンの脱重合や、分泌小胞と細胞膜の融合が促され菌糸は伸長します（図参照）。菌糸は一定のスピードでスムーズに伸びているのではなく、一歩一歩早く遅くのステップをリズムカルな周期で繰り返す（インタ−バル走法）ことで、菌糸を伸ばし続けているようです。カビの伸びる仕組みを理解しその制御が可能になれば、カビが関わる全ての幅広い分野に貢献することが期待されます。(by Mashi)
参考文献：Norio Takeshita et al., Pulses of Ca2+ coordinate actin assembly and exocytosis for stepwise cell extension. PNAS (2017) 114 , 5701-5706. doi: 10.1073/pnas.1700204114
( コラム )
カビの菌糸は不連続な伸長をする（図は文献より引用改変）