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2012 Fiscal Year Annual Research Report

硬さ可変結合組織研究の総括

Research Project

Project/Area Number 21570075
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

本川 達雄  東京工業大学, 生命理工学研究科, 教授 (80092352)

Project Period (FY) 2009-04-01 – 2014-03-31
Keywordsキャッチ結合組織 / 棘皮動物 / ナマコ / 硬さ
Research Abstract

キャッチ結合組織は、神経の支配の下に、その硬さを秒の単位で可逆的に変えることのできる、コラーゲン性の結合組織で、棘皮動物特有のものである。以下の様々な面から研究を行い、結合組織による硬さ可変現象の全体像を構築することを目的としたが、とくに硬さ可変の分子機構に関して大きな成果が得られた。
硬さは、軟らかい状態(S)、標準状態(M)、硬い状態(H)の3状態をとることがわかっている。状態の変化には異なるタンパク質が関わっているらしいのだが、詳細は不明だった。特に軟らかくなる反応に関わるタンパク因子については、まったく分かっていなかったが、本年度、これの実体が見えてきた。
◎シカクナマコの体壁真皮軟化因子の精製:体壁真皮の軟化に関わるタンパク質の精製を進めた。この際、神経伝達物質等、神経系を介して硬さを変える物質を排除し、細胞外成分に直接効果をもつ因子のみを追い求めるために、界面活性剤Titon-X100で細胞を破壊した真皮を用いて力学試験を行った。シカクナマコ真皮を強く揉むことによって極端に軟らかくどろどろになったものを5MNaCl,20mMTris-HCl(pH8.0)中で抽出し、それを遠心して上澄みを透析し、ビバスピンを通してからMonoQカラムによる陰イオン交換クロマトグラフィー、次いでSuperose 12の2連結およびSuperdex peptideによるゲルろ過クロマトグラフィーにかけたところ、真皮Triton modelを軟らかくする効果をもつ因子が、ほぼ単一のピークになった。これは電気泳動によってもシングルバンドであった(現在、このバンドを切り出し、アミノ酸解析にかけているところである)。この軟化因子はtensilin(S→Mを起こす硬化因子)の効果をキャンセルするが、H→Mは引き起こさないため、M→Sの軟化反応に関わる軟化因子であると結論した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

最大の懸案だった軟化因子の単離に、ほぼ成功し、アミノ酸配列決定の目途がたったため、おおむね順調に進展していると判断した。
分子機構以外では、ウニの棘のキャッチアパレータスを用いた神経支配の研究が進んでおり、キャッチ結合組織が放射神経経由の反射により軟らかくなるという、キャッチ結合組織に神経支配があるという直接証拠が得られつつある。

Strategy for Future Research Activity

次年度が本研究の最終年度であり、かつ、迂生の定年の年なので、実験生物学者としての人生の最後となる。キャッチ結合組織の研究は、迂生とイギリスのウィルキーとの二人が行ってきており、ウィルキーももうすぐ引退。後継者はどちらにもいない。ということで、キャッチ結合組織の研究は、ここでしばらくは打ち止めになる可能性が高い。将来またこの分野の研究をはじめる人たちのために、切りの良いところまで仕事を進めておきたいと、本「硬さ可変結合組織研究の総括」を行ってきた。最大の懸案だった、キャッチ結合組織の分子機構について、硬くするタンパク2種、そして本年度の発見による軟らかくするタンパク1種がみつかり、次年度は、この軟化因子の実体を明らかにできれば、当初の目的は達せられたと思う。

  • Research Products

    (7 results)

All 2012 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Energy expenditure associated with softening and stiffening of echinoderm connective tissue.2012

    • Author(s)
      Motokawa, T.
    • Journal Title

      Biol. Bull

      Volume: 222 Pages: 150-157

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Do regular sea urchins show preference in which part of the body they orient forward in their walk?2012

    • Author(s)
      Yoshimura, K.
    • Journal Title

      Marine Biol.

      Volume: 159 Pages: 959-965

    • DOI

      DOI10.1007s00227-011-1874-5

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] FGFFFamide:ウニのキャッチ結合組織を支配する神経ペプチド2012

    • Author(s)
      白木智之
    • Organizer
      日本動物学会
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府)
    • Year and Date
      20120913-20120915
  • [Presentation] Life history of a hermaphroditic feather star, Dorometra sesokonis (Crinoidea: Comatulida).2012

    • Author(s)
      Obuchi, M.
    • Organizer
      14th International Echinoderm Conference
    • Place of Presentation
      Brussels(Belgium)
    • Year and Date
      20120820-20120824
  • [Presentation] Locomotion in the sea urchin Diadema setosum2012

    • Author(s)
      Yoshimura, K.
    • Organizer
      日本比較生理生化学会
    • Place of Presentation
      総合研究大学院大学(葉山町)
    • Year and Date
      20120606-20120608
  • [Presentation] キャッチ結合組織(ナマコ真皮)を軟化させる因子の探求

    • Author(s)
      竹花康弘
    • Organizer
      日本動物学会関東支部大会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京都)
  • [Presentation] Does the starfish Protoreaster nodosum use a pendular gait?

    • Author(s)
      Ellers, O.
    • Organizer
      日本動物学会関東支部大会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京都)

URL: 

Published: 2014-07-24  

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