2015 Fiscal Year Research-status Report
細胞抽出液を用いた細胞モデルの構築と運動・分裂の再現
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15K07031
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| Research Institution | Gakushuin University |
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Principal Investigator |
馬渕 一誠 学習院大学, 理学部, 教授 (40012520)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 細胞分裂 / 細胞質分裂 / アクチン / ミオシン / 収縮環 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アフリカツメガエルの未受精卵から抽出液を調製し、人口脂質膜の小胞に封入した。抽出液内部にX-bodyと命名した構造が形成され、脂質膜からX-bodyに向けてアクチンの流れが生ずることを見出した。この流れの形成機構として、脂質膜直下でアクチンが重合し、X-bodyにおいて脱重合すること、ミオシンが流れの形成あるいは持続に関与していることが判明した。X-bodyには細胞小器官、アクチン、ミオシンが含まれていた。また、小胞そのものがアクチンの流れと反対方向に移動運動することを見い出した。この運動に要する力も計算され、ケラトサイトの運動に要する力と同程度であることがわかった。これらの結果を投稿論文にまとめているところである。
また、今後の実験の予備として、受精卵からの抽出液に脱膜精子を加え、紡錘体状構造の形成を確認した。
分裂酵母の抽出液を用いて、上記の研究と同様に脂質膜小胞に封入する実験を行った。時間とともにアクチンのケーブルが小胞内に形成された。アクチン重合の阻害剤の存在下ではケーブルは形成されなかった。小胞が小さい場合はケーブルよりもリングが形成された。今のところこのリングの収縮は起こせていない。
分裂酵母のアクチン脱重合因子Adf1の変異株adf1-1において、分裂期にアクチンが細胞中央に移動することが見られていたが、この移動にミオシンIIとミオシンVが関与していることがわかった。また分裂酵母のcap1破壊株ではアクチンパッチの寿命が長くなることがわかった。Cap1はアクチンの脱重合を促進していると考えられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
アフリカツメガエルの卵抽出液の実験においては、未受精卵を用いた場合にみられたアクチンの抽出液内での流れの解析がほぼ終了した。X-bodyの形成過程も観察でき、ミオシンの関与も確認した。また、抽出液を封入した場合の脂質小胞自体が、アクチンの流れと反対方向に運動することを発見し、運動時に発生する力も見積もることができた。分裂酵母の抽出液についても初めて小胞を作製することができた。このなかでアクチンのケーブルやリングが生ずることは予想外の発見だった。
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| Strategy for Future Research Activity |
アフリカツメガエルの卵抽出液の実験においては、脂質小胞内に微小管重合中心として、精子頭部を加え、微小管の重合を起こさせる。頭部が２個はいった小胞中では紡錘体あるいは分裂装置が自動的に形成されると考えられる。次にこの紡錘体が脂質膜直下に収縮環の形成を誘導すると期待している。この系が完成すれば収縮環の形成条件を様々に変えて、どのような条件が適しているかを検討する。
分裂酵母の抽出液についての実験は予想外の興味深い結果を得た。この研究をさらに発展させれば世界をリードする研究となると考えるが、現状では予算的にも立場的にも困難である。いずれ、より高いレベルの研究費の申請が必要になる。
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| Causes of Carryover |
研究遂行計画を考えた結果、次年度はアルバイト謝金を約40万円予定より増額しないと遂行できない見通しとなったため、上記の金額を次年度にまわすことにした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
上記金額はアルバイト謝金（カエル受精卵抽出液を人工脂質膜小胞に封入する実験）に使用する計画である。
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