クラミドモナス鞭毛波形のCa^<2+>による調節機構-突然変異株の単離と解析-

Ca^<2+>对衣藻鞭毛波形的调控机制 - 突变菌株的分离与分析 -

基本信息

批准号：
60223016
负责人：
神谷律
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Special Project Research
财政年份：
1985
资助国家：
日本
起止时间：
1985 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-60223016/
关键词：
クラミドモナス鞭毛カルシウム突然変異調節運動

项目摘要

単細胞緑藻クラミドモナスは強力な光刺激により一過的に鞭毛波形を変換し、遊泳方向を逆転する。この反応は細胞外のカルシウムイオンが鞭毛内に流入して生じることがわかっているが、実際に鞭毛波形の変換が誘起される機構はほとんど明らかになっていない。本研究ではこの調節機構を明らかにする目的で、波形変換機構に異常を持ち、前後一方向にしか泳げなくなった突然変異株の単離を試みた。紫外線により変異誘発処理をほどこした試料から強力光に対し忌避反応を示さなくなった個体を濃縮し、マイクロマニピュレーター(本補助金で購入)により単一クローンを得たのち、培養プレート上で培養した。倒立顕微鏡(本補助金で購入)下で観察することにより、行動異常変異株を多数同定した。更に顕微鏡(本補助金で購入)下で様々な刺激に対する応答を調べた結果、後向きにしか泳げないもの約20株、前向きにしか泳がないもの30株が含まれていることが判明した。後向きにしか泳がないものは相互交配により遺伝的に異なる3種に分類されたが、それらはすでに報告されているものと同一であった。前向きにしか泳がないものの約半数にダイニン腕の異常が観察され、外腕や内腕の一部を大きく欠損しているものがあることがわかった。このことは波形の変換反応にダイニン腕が関与している可能性を示唆する。残りの半数は膜を除いた細胞モデルに於ては正常な運動性を示すので、膜に異常のある変異株らしい。数株のものにおいて【K^+】に対する応答が野生株の場合と異なることが見出された。これらの株はイオンチャネルに異常があると考えられる。これらの株の詳しい遺伝学的、生化学的解析は今後の課題であるが、マイクロマンピュレーターを用いた新しい方法でこのように多数の変異株が得られることがわかったことは、今後の研究に対して明るい展望をもたらしたものと考えられる。現在更に大規模な変異株単離作業が進行中である。

单细胞绿藻衣藻在受到强光刺激时会短暂改变其鞭毛波形并反转其游动方向。众所周知，当细胞外钙离子流入鞭毛时会发生这种反应，但实际上诱导鞭毛波形转换的机制在很大程度上尚不清楚。在本研究中，为了阐明这一调节机制，我们试图分离出一种波形转换机制异常、只能向一个方向（向前或向后）游动的突变菌株。从经过紫外线诱变处理的样品中浓缩不再表现出对强光的驱避反应的个体，使用显微操作器（本补助金购买）获得单克隆，然后在培养板上培养。通过在倒置显微镜（用这笔赠款购买）下观察它们，我们发现了许多具有行为异常的突变株。此外，通过在显微镜（用这笔资助购买的）下检查它们对各种刺激的反应，发现大约有20种植物只能向后游动，30种植物只能向前游动。那些只向后游的物种通过杂交被分为三个基因不同的物种，但它们与之前报道的物种相同。在大约一半只向前游动的动物中，观察到动力蛋白臂存在异常，有些动物的外臂或内臂部分存在较大缺陷。这表明动力蛋白臂可能参与波形转换反应。剩下的一半在没有膜的细胞模型中显示出正常的运动性，因此它们似乎是具有膜异常的突变体。结果发现，几种菌株对[K^+]的反应与野生菌株不同。这些菌株被认为离子通道存在异常。对这些菌株进行详细的遗传和生化分析是一个未来的问题，但我们能够使用使用显微操作器的新方法获得如此大量的突变菌株，这被认为是未来研究的一个重要点。研究前景广阔。目前正在进行更大规模的突变株分离工作。