1991 Fiscal Year Annual Research Report
周辺微小管の滑りの直接測定によるハムスタ-精子鞭毛運動の機構解析
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02640551
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
石島 純夫 東京工業大学, 理学部, 助手 (70193315)
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| Keywords | 微小管 / ハムスタ- / 精子 / 滑り運動 / 鞭毛運動 |
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| Research Abstract |
1.MgATP^<2ー>で活性化すると、生きている精子と同じように運動するゴ-ルデンハムスタ-の除膜精子、いわゆる"精子モデル"あるいは"細胞モデル"を,精子の細胞膜を'Triton Xー100で処理して作成した.このモデルをさらにDTTで処理し中片部のミトコンドリアを除去した後トリプシンを作用させると,周辺微小管が周辺束繊維と共に滑り出し,ル-プを形成するのが観察された.この滑りの様子を暗視野顕微鏡で拡大し,その像をビデオカメラで撮影してビデオテ-プレコ-ダでテ-プに記録した.この画像をもとに求めた精巣上体尾部精子の周辺微小管の滑り速度は毎秒8μmであった。
2.精子細胞内のカルシウム濃度を変えると精子の長軸の回りの回転運動の向きが変わるという現象を説明するために,溶液中のカルシウム濃度を変えて滑り速度を測定したが,コントロ-ルと比べて余り大きな変化は見られなかった.カルシウムによる精子の回転運動の向きの変化は,精子の鞭毛運動の三次元形態がカルシウムによって変化することによると推論される.このことは,局所的な周辺微小管どうしの滑りが鞭毛軸糸の周りを逆方向に移行することによると考えられ,周辺微小管の滑り速度の大きさそのものには余り関係しないと言う今回の結果は合理的である.
3.ハムスタ-の精細胞,精巣精子,そして精巣上体頭部精子は,生理食塩水中に希釈しても運動を示さない.これらの細胞モデルを作成し,MgATP^<2ー>を加えると運動することから,精子は完成していると推理できる.この説をさらに検証するために,精細胞の鞭毛,精巣精子,そして精単上体頭部精子の運動装置の細胞モデルを作り,DTTとトリプシンで処理し,これらの周辺微小管の滑り速度を決定したところ,滑り速度に差は見られなかった.
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[Publications] Ishijima,S.: "Rotational movement of a spermatozoon around its long axis" Journal of Experimental Biology. 163. 15-31 (1992)
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[Publications] 石島 純夫: "精子の運動における流体力学の問題" 日本機械学会第2回バイオエンジニアリングシンポジウム講演論文集. 99-100 (1992)
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[Publications] Ishijima,S.: "Demembranation and reactivation of mammalian spermatozoa from golden hamster and ram" Methods in Enzymology. 196. 417-428 (1991)
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[Publications] Hamaguchi,M.S.: "Doubleーfocal videomicroscopy:A simple video system for analyzing the dynamics of cell motility" Journal of Experimental Biology. 161. 537-541 (1991)
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[Publications] 毛利 秀雄: "精子学" 東大出版会,
