鞭毛運動における屈曲面決定機構

1988 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 62480016
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 高橋 景一 東京大学, 理学部, 教授 (40011481)
• 研究分担者: 真行寺 千佳子 東京大学, 理学部, 助手 (80125997)
• キーワード: 鞭毛 / 精子 / 屈曲面 / 微小管 / 中心小管 / ダイニン / 細胞運動

研究概要

鞭毛の新たな除膜法を開発し、これを用いて作製した除膜モデルについて実験を行い、屈曲面決定機構に関するいくつかの重要な知見を得た。
1.新しい除膜鞭毛の開発:単一の精子頭部を微小ピペットで吸引して保持し、このピペットを強制的に振動させ、さらに振動の方向を変化させてこの時の屈曲面の変化を解折した。振動面の変化に伴う屈曲面の回転は、従来のトリトン処理により除膜した鞭毛でもある程度の回数まで観察されたが、生きた精子のように安定して5〜10回転の変化が起るということはなかった。そこでいくつかの界面活性剤を用いて鞭毛モデルを作り、頭部強制振動に対する反応性を調べた結果、両性イオン性界面活性剤のCHAPSとNonidetP-40を含む除膜溶液で処理した精子が良い反応性を示すことがわかった。
2.CHAPSモデルを用いた強制振動の実験:CHAPSモデルは、1mMATPを含む再活性化溶液中で35〜40H_Zで鞭毛運動を行う。頭部を40H_Zで振りながら振動面を徐々に変化させていくと、鞭毛の屈曲面は、生きた精子の時と同じく、最高11回転まで変化した。そして振動停止後にはこの回転数とほぼ同回転数の屈曲面の逆回転が起った。この逆回転運動は、振動面を精子頭部からみて反時計回りに変化させた時に常に観察され、時計回りに変化させた時には、初めに振動面とともに変化した屈曲面の回転数の約3割しか戻らなかった。除膜鞭毛にポリスチレンビーズを付けて屈曲面の回転を観察したところ、ビーズは屈曲面が回転しても回転しないことがわかった。これらの結果は、屈曲面の変化は、軸糸内の微小管間のすべり量のパターンの変化によって引き起こされることを強く示唆する。

研究成果

• [文献書誌] 村上彰,高橋景一: 宇宙生物科学. 2. 228-237 (1988)
• [文献書誌] Oiwa,K;K.Takahashi: Cell Struct.Funct.13. 193-205 (1988)
• [文献書誌] Oiwa,K;K.Takahashi: Yamada Conrerence XI:Energy Transduction in ATP ases (eds.Y.Mukohata,M.F.Morales and S.Fleischer) Yamada Science Foundation,Osaka. 210-211 (1988)
• [文献書誌] 真行寺千佳子,高橋景一: 生体の科学. 39. 92-97 (1988)
• [文献書誌] 真行寺千佳子,高橋景一: 生体の科学. 39. 491-492 (1988)
• [文献書誌] Ishi,N.;F.Mitumori;K.Takahashi;A.W.M.Simpson;C.C.Ashley: Muscle Energetics (ed.R.Paul) ,Alan R.Liss,NY.
• [文献書誌] Yamada,A.;N.Ishii;T.Shimmen;K.Takahashi: J.Muscle Res.Cell Motility.