| 研究課題/領域番号 |
17K19369
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| 研究機関 | 弘前大学 |
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研究代表者 |
西野 敦雄 弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (50343116)
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| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| キーワード | 筋収縮 / キラリティー / 遊泳運動 / 細胞骨格 / 尾索動物 |
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| 研究実績の概要 |
動物が示す運動の多くにはキラリティーが見られ，また生体高分子もふつうキラリティーをもつが，細胞がキラルな構造体／運動体であるとの認識は一般的ではない。我々は最近，海産動物ホヤのオタマジャクシ幼生の運動機構を研究する中で，（１）ホヤ幼生が右ネジ方向に螺旋を描きながら泳ぎ上がる性質を持つこと，またそのホヤ幼生の尾部の筋肉細胞は左右対称に配置されているが，（２）細胞内部の筋原線維は左右いずれにおいても左螺旋のネジレを持つことを見出した。本研究は，このホヤ幼生の筋細胞が「簡単に見ることができるネジレをもつ」点に注目し，この筋細胞の「螺旋性ができる仕組み」を明らかにするとともに，ネジレた筋原線維が「個体運動レベルの螺旋性を生み出す仕組み」を解明することを目的とする。
29年度はホヤの発生過程に沿ったアクチン繊維の蛍光による可視化を経時的に行い，螺旋型の筋原線維がどのように出来上がるかを明らかにすることができた。初期尾芽胚期までは筋細胞の表層にはメッシュ状のアクチン・ネットワークが張り巡らされているが，中期尾芽胚期になると，斜め方向に太いファイバーの集積が見られるようになることが分かった。その後，後期尾芽胚期になると斜め方向に形成されたアクチンファイバーは均質化し，さらにサルコメア構造が形成され，収縮運動が開始された。この観察から，螺旋型の筋原線維構造は中期尾芽胚期に形成される螺旋型のアクチンの太いファイバー形成として最初にとらえられうることが分かった。現在，このネジレが正常につくられなくなる条件の解析を進めているところである。
また，2方向から高速度カメラにより撮影を行い，3次元的に遊泳運動軌跡を解析するシステムを構築し，記録が行える環境を整えた。これにより，尾部の運動と運動軌跡を同時に立体的に分析できる画像の取得に取り掛かっている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度に実験系の立ち上げはほぼ完了した。これを用いて，30年度以降の解析を着々と進めていく。また，アクチンをはじめ，収縮装置を形成するサルコメア構成タンパク質のアイソフォーム転換が，この螺旋型の筋原線維形成のきっかけになっている可能性を検証する実験系の立ち上げを行った。これは当初計画以上に進んだ点である。
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| 今後の研究の推進方策 |
まず，薬剤ライブラリーの処理を粘り強く行って，キラルな筋原線維形成を攪乱する因子の同定を目指すのを重視する。また，2方向からホヤ幼生の運動をぴったりのフォーカスで高速度カメラ記録し，データを蓄積したうえで詳細な運動解析を行う。単離した筋細胞の運動解析も同様に，高速度カメラを用いて行っていく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
ほぼ計画通り使用できた。物品費が多めになったが，学会発表旅費を運営費交付金の方から出すことができたので，少し余りがでた。この分は，翌年度に使用する研究費に予備として組み入れる。
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