繊毛虫における発生過程の分子遺伝学的研究

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03304001
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 高橋 三保子 筑波大学, 生物科学系, 助教授 (90006453)
• 研究分担者: 沼田 治 筑波大学, 生物科学系, 助教授 (50189354) ; 見上 一幸 宮城教育大学, 附属理科教育研究施設, 助教授 (90091777) ; 藤島 政博 山口大学, 理学部, 助教授 (40127783) ; 三輪 五十二 茨城大学, 教養部, 教授 (00007816) ; 高木 由臣 奈良女子大学, 理学部, 助教授 (90079682)
• キーワード: 繊毛虫 / ゾウリムシ / テトラヒメナ / 核分化 / 加令 / 接合 / 成長因子 / ペプチド延長因子

研究概要

本研究は、繊毛虫の分化過程における大小核の変化、継時的変化を分子レベルでとらえ、その遺伝的制御機構を明かにすることを目的としている。本年度の成果として、まず、接合中の細胞に核分裂誘導物質が存在すること、核分化の途中には核分止を停哉させる機構が存在することを発見した。また、14nm繊維形成タンパク質と繊維束を形成し配偶核形成に密接に関与する新たな蛋白質を発見し、その遺伝子構造からポリペプチド延長因子EF‐1аである事を明らかにした。抗クロマチン、抗核膜抗体を得たことにより、発生初期過程で小核と大核とが質的に異なることが証明され、核膜の新たな機能の存在が示唆された。さらに、若い細胞の大核、およびそのゲノムDNAを注射すると若がえることが判明した。このことは、発生過程で遺伝子自体が構造変化を起こしている可能性を示唆している。未熟期の短い突然変異など継時的変化の調節機構に関与する突然変異体を得た。一方、短寿命突然変異株はParGF(ゾウリムシ成長因子)の分泌能力の変異ではないことが明かになった。また、原生動物では初めてGバンド法による染色体の識別が可能になり、老化に伴い広範な染色体異常が起こっていることが確認された。
遺伝子の単離のための形質転換系を開発するため、今までに多くの野外株を採集し調査したがプラスミドはまだみつかっていない。しかし、ミトコンドリア内に蛋白質と共有結合したプラスミド様のDNAが発見され、また、遺伝的マ-カ-を用いたゲノムDNA断片の顕微注射により低率ではあるが形質転換させることができた。従って、これらを利用した形質転換系開発の可能性もでてきた。

研究成果

• [文献書誌] MIKO TAKAHASHI: "Locus dependent profiles of the rescue of nonーexcitoble beharioral mutants during conjugation in Tetrahymena thermophila" Developmental genetics.
• [文献書誌] 高木 由臣: "クロ-ン寿命の起源論" 原生動物学雑誌. 25. (1992)
• [文献書誌] Osamu NUMATA: "Antibodies against Tetrahymena 14ーnm filamentーforming protein recognize the replication band in Euplotes." Experimental Cell Research. 193. 183-189 (1991)
• [文献書誌] Ikuki TAKAGI: "Involvement of 14ーnm filamentーforming protein and tubulin in gametic pronuclear behavior during conuugation in Tetrahymena." The Journal Protozoology. 38. 345-351 (1991)
• [文献書誌] Isoji MIWA: "A light pulse and IP_3 induce the mating reactivity in Paramecium bursaria." Journal of Cell Science.
• [文献書誌] Masafumi FUJISHMA: "Developmental expession of macronuclear specific antigen in Paramecium caudatum." Developmental gentics.
• [文献書誌] Masahiro FUJISHIMA: "Costimulationーinduced rounding in Tetrahymena thermophila:Early cellーshape transformation induced by sexual cellーtoーcell collisions between complementary mating types." Developmental Biology.
• [文献書誌] Masahiro FUJISHIMA: "Injection of MRIF of ciliate Tetrahymena thermophila into amphibian Bufo and Xenopus oocgtes induced MPF activity by dephosphorylation of the oocgte cdc2." J.Protozoology.
• [文献書誌] Kazuyuki MIKAMI: "Beharior of germinal micronuclei under control of the somatic macronucleus during conjugation in Paramecium caudatum" Developmental genetics.
• [文献書誌] 高木 由臣(折茂肇編): "老化モデルと老化遺伝子1.原生動物『新老年学』" 東京大学出版会, (1992)