プラナリアの再生に於けるメラトニンの生理機能と遺伝子発現

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03804059
• Research Institution: Gunma Univ.
• Principal Investigator: 篠澤 隆雄 群馬大学, 工学部, 助教授 (30025449)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小林 悟 筑波大学, 生物科学系, 講師 (90225508)
• Keywords: プラナリア / 再生 / メラトニン / 生理機能 / モルフォゲン / ヒートショック蛋白質 / 遺伝子発現

Research Abstract

プラナリアの強い再生能力に着目し、その分子的背景を明らかにする為に以下の事を解明した。1:プラナリアの分裂を阻害するメラトニンは再生を特異的にかつ可逆的に阻害する。類似体であるセロトニン、N-アセチルセロトニン、6-ヒドロキシメラトニンは阻害しない。2:メラトニンによる阻害は目、頭部および尾部の再生を阻害する。3:抗メラトニン抗体によるラジオイムノアッセイにより、メラトニンが頭部に高く、尾部に低い濃度勾配を形成している。4:Nアセチル転移酵素遺伝子をPCR遺伝子増幅法でプラナリアのゲノムDNAに同定した。5:頭部(目)及び耳葉に、カエルロドプシンと免疫学的に類似な蛋白質を確認した。6:頭部再生を阻害する熱安定な蛋白質性の因子を、プラナリアをホモジネートし、硫酸アンモニウム沈澱及び界面活性剤による可溶化と、DEAEカラムクロマトグラフィーにより分画した。この因子は目、及び頭部再生を阻害し、尾部再生は阻害せず、分子量は10,000以上である。7:ストレスに対する対応を担うヒートショック蛋白質(HSP)に着目し、HSP90、HSP70遺伝子の塩基配列を部分的に決定した。HSP90mRNAはプラナリア切断後18-20時間付近で特異的に発現する。8:再生マーカー確立の為に、腺細胞などに特異的なモノクローナル抗体を作成した。9:再生の細胞レベルの解析を目指し、プラナリアの細胞培養を試みた。しかし形質膜が弱く形態維持が困難であった。温和な条件での培養の一方法として、フルオロカーボンの上に培地を乗せ、動物細胞A375を培養した。増殖した細胞の回収にトリプシン処理を必要とせず、膜蛋白質に損傷のない利点があり、細胞膜が弱い細胞の培養に有効である。この研究は、日本工業新聞に掲載された。

Research Products

• [Publications] Y.Nakaoka: "Photoreception of Paramecium cilia:localization of photosensitivity and binding with anti-frog-rhodopsin IgG." J.Cell.Science. 99. 67-72 (1991)
• [Publications] J.Fujita: "Precence of Phodopsin-like Proteins in the Planarian Head." Hydrobiologia. 227. 93-94 (1991)
• [Publications] Y.Yoshizawa: "Inhibition of planarian regeneration by melatonin." Hydrobiologia. 227. 31-40 (1991)
• [Publications] K.Hoshino: "Analysis of ploidy in a planarian by flowcymetry." Hydrobiologia. 227. 175-178 (1991)
• [Publications] K.Azuma: "HPLC Analysis of Retinoids Extracted from the Planarian,Dugesia japonica." Zoological Science. 9. 941-946 (1992)
• [Publications] S.Terada: "Recovery of Intact Membrane Proteins from Adherent Animal Cells Grown in a Liquid-Liquid Interface." Journal of Fermentation and Bioengineering. 74. 330-332 (1992)
• [Publications] 篠沢隆雄: "物理学辞典[改訂版]:タンパク質のリン酸化" 培風館, 1 (1992)