鞭毛・繊毛運動の制御機構の解明

1987 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 61304007
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 高橋 景一 東京大学, 理学部, 教授 (40011481)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 神谷 律 名古屋大学, 理学部, 助手 (10124314) ; 森沢 正昭 東京大学, 農学部, 教授 (40013594) ; 能村 堆子 お茶の水女子大学, 理学部, 教授 (30022578) ; 渡辺 良雄 筑波大学, 生物科学系, 教授 (00015918) ; 毛利 秀雄 東京大学, 教養学部, 教授 (70012268)
• Keywords: 鞭毛 / 繊毛 / 微小管 / 細胞運動 / 精子 / カルシウム / ダイニン

Research Abstract

今年度は以下のような知見を得た. 1.微小管のすべり運動の力ー速度関係を詳細に調べ, クロスブリッジモデルとの関連を検討した. 2.軸系構造要素の機能について:ウニ精子鞭毛から精製した内腕由来の12Sダイニンは, ダブレット微小管に再結合し滑り運動を起す. クラミドモナスの外腕欠損株に野生株由来の外腕を加えると運動性が回復した. 中心小管の単離系を確立し, その大量培養法について検討した. マガキの繊毛と鞭毛について共通のチューブリンアイソタイプを8種類同定した. ダイニン分子の変化を酵素プローブ法を用いて解析する方法を検討した. 3.鞭毛・繊毛の運動性・運動パターンの制御について:ヒトデ・ハムスター・ブタの精子の運動開始にはcAMPが必要である. ニジマス精子ではcAMPで活性化されたプロティンキナーゼがチロシンキナーゼをリン酸化し活性化する事が運動開始過程で重要である. カエル精子では外部浸透圧の低下が運動開始に重要である. テトラヒメナの繊毛内カルモジュリンの結合する物質の中に微小管を相互作用するものを同定した. Niイオンで停止させたゾウリムシ繊毛の高速度ビデオ解析から, 停止繊毛は膜の脱分極により振幅の小さい繊毛打の活性化の後指す方向を変えることがわかった. ゾウリムシの膜断片上の繊毛においても細胞モデルと同様に繊毛方向転換反応が起る. ゾウリムシが温度及び光刺激に対して運動変化を示す時, 細胞内cAMP,cGMP濃度に顕著な変化はない. アワビ鰓の側繊毛は電気刺激によりCa^<2+>依存性の停止反応を示した. クラミドモナス外胞欠損株の鞭毛運動の解析から, 外腕は軸系内微小管のすべり速度の制御に関係していることがわかった. ウニ八腕幼生では繊毛は正常打・逆転打の他に二つの静止状態を示した. また正常打は5ーHTにより強化され, 逆転打はドーパミンで誘導された. 以上の成果に基づき, 今後更に研究態勢を強化し, 鞭毛・繊毛運動の制御機構の解明を目指す.

Research Products

• [Publications] 高橋景一: 生物物理. 27. 11-16 (1987)
• [Publications] H.Mohri: Cell Motility and Cytoskeleton. 8. 76-84 (1987)
• [Publications] N.Niitsu-Hosoya: Develop.Growth Differ.29. 563-569 (1987)
• [Publications] S.Oshio: Archiv.Androl.17. 85-93 (1987)
• [Publications] F.Iwasa: Zool.Sci.4. 61-72 (1987)
• [Publications] K.Ishida: Develop.Growth Differ.29. 47-56 (1987)
• [Publications] K.Iwatsuki: J.Exp.Biol.
• [Publications] K.Oami: J.Comp.Physiol.A.
• [Publications] M.Marisawa: J.Exp.Zool. 242. 199-204 (1987)
• [Publications] M.Morisawa;Mohri,H.ed.: New Horizons in Sperm Cell Research. 137-157 (1987)
• [Publications] T.Inoda: Comp.Bicchem.Physiol.88A. 539-542 (1987)
• [Publications] H.Hayashi: J.Biol.Chem.262. 16692-16698 (1987)
• [Publications] H.Hayashi: Posttranslational modification of protein and aging.
• [Publications] S.Tanimoto: Develop.Growth Differ.
• [Publications] S.Morisawa: J.Exp.Biol.
• [Publications] M.Morisawa: Internatl.Rev.Cytol.
• [Publications] 森沢正昭: 遺伝. 41. 20-25 (1987)
• [Publications] S.A.Baba: Rev.Sci.Instum.58(7). 1312-1313 (1987)
• [Publications] S.A.Baba: Cell Motil.Cytoskel.7. 198-208 (1987)
• [Publications] F.Sato: Cell Motil.Cytoskel.
• [Publications] A.Izumi: Cell Motil.Cytoskel. 7. 154-159 (1987)
• [Publications] Y.Nakaoka: J.Exp.Biol. 131. 107-115 (1987)
• [Publications] K.Mastuoka: J.Exp.Biol.
• [Publications] Y.Nakaoka: Ferroelectrics.
• [Publications] M.Noguchi: Cell Struct Funct. 12. 503-506 (1987)
• [Publications] R.Kamiya: Exp.Cell Res. 173. 299-304 (1987)
• [Publications] E.Hasegawa: Cell Motil.Cytoskel. 8. 302-311 (1987)
• [Publications] C.J.Brokaw: Cell Motil.Cytoskel. 8. 68-75 (1987)
• [Publications] 真行寺千佳子: 生体の科学.
• [Publications] Y.Hosokawa: J.Cell Biol. 105. 1297-1301 (1987)
• [Publications] M.Tanaka: Cell Motil.Cytoskel.
• [Publications] 毛利秀雄: "New Horizons in sperm Cell Research" 学会出版センター, 516 (1987)
• [Publications] 中村健一: "原生動物の観察と実験法" 共立出版, (1988)