Physiological, chemical, and molecular characteristics of feeding, nutrition, and growth of planktonic starfish larvae.

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K14806
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 池上 晋 慶應義塾大学, 自然科学研究教育センター, 訪問教授 (80011980)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 金子 洋之 慶應義塾大学, 文学部(日吉), 教授 (20169577)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: タンパク質 / 分離法 / 分析

Outline of Annual Research Achievements

棘皮動物イトマキヒトデの胚細胞核にはヒトデ固有のクロマチン蛋白質 Nuclear transglutaminase (nTG と略称）が存在する。 nTG の翻訳を阻害するモルフォリノ・アンチセンスオリゴ (MO) を導入した受精卵は正常に胚発生を遂げ、ビピンアリア幼生となり、遊泳・摂餌活動を行う。しかし、その後、正常なブラキオラリア幼生とならず発生が停止した。
本研究は、幼生が摂餌した餌生物の栄養成分が幼生体にとって不可欠なタンパク質へ同化する過程が nTG の欠失によってどの程度影響するかを調べた。受精後２日目の nTG MO 注入幼生に13C標識重炭酸ナトリウムを唯一の炭素源として光照射下で培養した13C標識珪藻 Chaetoceros calcitrans を給餌した。3日間給餌した後に、１日間、無給餌条件で幼生を飼育して6日幼生を得た。対照としてnTG ミスセンス・オリゴ (CMO) 注入幼生と非注入幼生も同様の給餌を行った。
これらの幼生体を SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動した。ゲルを Coomassie Brilliant Blue で染色し、分子サイズ 53 kDa の β-actin バンドを切り出した。これをTrypsin を用いてゲル内消化し、生じたペプチド断片をnanoLC-MS/MS 解析した。
その結果、モルフォリノオリゴ非注入正常幼生は受精後 6日目で β-Actinの13C 標識率が 21%であり、CMO 注入幼生では 14%、MO 注入幼生では 7%であった。
これらの結果から、中期ビピンナリア期では nTG が摂餌・栄養を支える機能分子として発生進行に寄与するが、nTG 欠失ビピンナリア幼生ではこれを欠くために栄養・代謝調節系の不全が生じ、ビピンナリア幼生からブラキオラリア幼生への移行期で発生異常がもたらされることが示唆された。