ゾウリムシの接合における核変化の生細胞観察 Living cell observation ...

Jpn. J. Protozool. Vol. 43, No. 1. (2010) 69増 殖 は 野 生 株 に 比 べて 亢 進 していることが 示 された。これは、GFP 融 合 タンパク 質 と 細 胞 性 粘 菌 を 用いて 得 られた 結 果 であり ChSir2 本 来 の 機 能 を 正 確 に反 映 していない 可 能 性 も 有 るが、ChSir2 がクリプトスポリジウムの 増 殖 に 関 与 していることを 示 唆 していると 思 われる。D. discoideum は5 種 類 の Sir2 をコードしており、その 内 の 1 種 (Sir2E) は ChSir2 とアミノ 酸 配 列に 相 同 性 がみとめられる。Sir2E は D. discoideum の核 に 局 在 しており、 過 剰 に 発 現 させた 株 では 細 胞 増殖 の 亢 進 がみられた 2) 。これらは ChSir2-GFP 発 現 株から 得 られた 実 験 結 果 と 類 似 している。 従 って、Sir2E は ChSir2 と 同 様 の 機 能 をしていると 考 えられ、C. hominis における ChSir2 の 機 能 を 知 るうえで重 要 なリファレンスになると 思 われる。[ 文 献 ]1) Blander, G. and Guarente, L. (2004) Annu. Rev. Biochem.73, 417-435.2) Katayama, T. and Yasukawa, H. (2008) Dev. GrowthDiffer. 50, 645-652.ゾウリムシの 接 合 における 核 変 化 の 生 細 胞 観 察菅 井 俊 郎 , 野 村 明 子 ( 茨 城 大 ・ 理 学 部 ・ 生 物 科 学 )Living cell observation of nuclear change during conjugation ofParamecium caudatumToshiro SUGAI and Akiko NOMURA (College of Science, Ibaraki University)SUMMARYLiving cell observation of the ciliate, Tetrahymena, Paramecium, and Euplotes has shown novel nuclear behavior.Using transparent living cells, conjugation of Paramecium caudatum was reinvestigated to verify nuclear eventswhich had been found mainly in fixed cells and to discover new phenomena. By observing non-flattened, slowly swimmingcells using phase-contrast and fluorescence microscopy, many new nuclear phenomena and positionings were identified.The macronucleus (MAC) moved to the dorsal side immediately after pairing. At the start of meiosis, one side ofthe micronucleus (MIC) protruded although chromatin kept spherical and condensed at the opposite side. The interphaseMIC of every division interval was spindle shaped and has unevenly distributed chromatin. MAC anlagen, MIC andMAC fragments all gathered around the anterior contractile vacuole (CV). The CV served as distribution apparatus forMAC anlagen during division of the exconjugant. A normal table of conjugation was made.[ 目 的 ] これまで 繊 毛 虫 のテトラヒメナの 透 明 化 した細 胞 の 生 細 胞 観 察 により、 細 胞 分 裂 と 有 性 生 殖 である 接 合 過 程 で 始 めて 核 の 形 態 と 位 置 決 めを 明 らかにした。 同 様 にゾウリムシ(Paramecium caudatum, P.aurelia) 細 胞 も 透 明 化 し、 核 の 形 態 と 細 胞 分 裂 時 の核 の 分 裂 様 式 を 明 らかにした。 位 相 差 、 微 分 干 渉 および 蛍 光 を 使 った 生 細 胞 観 察 は 強 力 な 研 究 方 法 である。ゾウリムシ(P. caudatum)の 接 合 過 程 は、 古 くから 良 く 研 究 され、 核 変 化 も 詳 しく 記 載 されている 1,2) 。これらの 現 象 を 生 きた 接 合 対 で 確 認 することは 重要 である。さらに 新 しい 現 象 が 見 出 されるかもしれない。それで、 透 明 な 細 胞 に 接 合 を 誘 導 出 来 る 条 件と 観 察 方 法 も 検 討 し、 接 合 中 の 核 の 位 置 と 形 態 変 化を 調 べた。[ 方 法 ] P. caudatum の 株 は、 筑 波 大 学 の 高 橋 三 保 子博 士 から 分 与 された 多 数 の 野 外 採 集 株 の 中 から、 核を 観 察 しやすいものを 選 択 した。その 株 の 自 系 接 合の 子 孫 から 相 補 的 な 接 合 型 を 得 た。Syngen は 不 明 であ る。 細 胞 は、ド リ ル 液 を 使 用 し な い で、ワ ラ(10〜20 g/l)で 培 養 した。核 の 形 と 位 置 は、 遠 心 や 強 いピペット 操 作 、その他 の 細 胞 に 加 える 力 により 簡 単 に 変 わるので、 観 察まで 穏 やかに 扱 い、 为 に 遊 泳 中 の 細 胞 を 観 察 した。観 察 には 位 相 差 を 用 い、 核 の 蛍 光 観 察 は DNA をHoechst33342 で 染 色 して 行 った。[ 結 果 ] 接 合 でも、 細 胞 に 力 を 加 えると 核 の 位 置 は 移動 し、 大 核 の 形 も 変 形 することがわかった。カバーグラスで 細 胞 の 遊 泳 を 停 止 させると, 正 常 な 観 察 は

70原 生 動 物 学 雑 誌 第 43 巻 第 1 号 2010 年不 可 能 であった。 生 きた 接 合 対 で 見 られる 核 の 形 と位 置 をそのまま 固 定 できるか 調 べた。ホルマリン、パラホルムアルデヒド、ブアン、ピクリン 酸 、ピクリン 酸 +ホルマリンなどの 固 定 液 を 調 べたが、いずれも 大 核 の 形 が 変 形 し、 位 置 も 移 動 した。それで、観 察 は 全 て 生 細 胞 で 行 った。口 部 装 置 に 付 着 している 紡 錘 形 の 大 核 は、 接 合 が始 まると、paroral union 形 成 前 に 口 部 装 置 より 離 れ、背 中 側 に 移 動 した。 前 後 に 二 つある 収 縮 胞 のうち、前 の 収 縮 胞 に 大 核 が 付 着 した。 減 数 分 裂 核 の 最 初に、クロマチンが 強 く 凝 縮 してから 核 膜 が 変 形 して片 側 に 突 出 し、その 後 にクロマチンが 伸 長 した。 生殖 核 の 間 期 は 紡 錘 形 であり、 核 内 のクロマチンの 分布 は 不 均 一 であった。さらに 複 数 の 生 殖 核 は 一 定 の位 置 にあり 移 動 する 時 は 並 んでから 移 動 する。断 片 化 する 大 核 は、クロマチンが 太 い 紐 状 になってから、 核 自 体 が 引 き 延 ばされ、 一 定 サイズに 切 断される。 接 合 後 期 にある 複 数 の 核 、つまり 大 核 原基 、 小 核 、 大 核 断 片 は 細 胞 の 前 部 に 収 縮 胞 に 近 い部 域 に 移 動 し、そこに 集 合 した。 最 初 に 大 核 原 基 、ついで 小 核 、 最 後 に 大 核 断 片 が 移 動 した。 一 方 食 胞は 散 在 または 細 胞 後 部 に 分 布 していた。その 後 の 細胞 分 裂 時 には 収 縮 胞 が 分 配 装 置 になっていた。この他 にも 多 くの 現 象 が 見 出 された。 全 体 をまとめた 時期 の 表 ( 発 生 段 階 表 )を 作 成 した。[ 考 察 ] 接 合 時 の 核 変 化 を 生 細 胞 で 観 察 すると、 今 まで 知 られていない 現 象 が 多 数 見 出 された。ゾウリムシの 生 細 胞 観 察 は 今 までなされて 来 たが、 細 胞 はあまり 透 明 ではないため、 細 胞 をカバーグラスで 扁 平にしないと 核 が 観 察 できない。 今 回 は 透 明 な 細 胞 を使 ったため、 扁 平 にしなくてもある 程 度 観 察 できた。また、 遠 心 やピペット 操 作 自 体 が artifact を 誘 導することが 今 まで 不 明 であった。 核 交 換 、 受 精 や 受精 後 第 3 分 裂 の 時 期 に 核 の 位 置 が 決 まっていることが 知 られているが、 今 回 の 観 察 では、その 他 のほとんどの 時 期 で 核 の 位 置 は 決 まっており、 収 縮 胞 が 大きな 役 割 を 果 たしていることが 示 唆 された。さらに小 核 内 のクロマチンの 形 も 予 想 外 に 変 化 に 富 むことがわかった。 今 回 の 観 察 はおおまかなもので、さらに 詳 しく 経 時 的 に 観 察 する 必 要 がある。[ 文 献 ]1) 見 上 一 幸 (2007) 単 細 胞 生 物 の 性 と 生 殖 , in「 性 と生 殖 」, pp10〜41, 培 風 館 .2) Raikov, I. B. (1982) The Protozoan Nucleus, Springer.テトラヒメナの 核 選 択 的 ヌクレオポリン Nup98 は 核 輸 送 のバリアとして 働 く岩 本 政 明 1 , 森 知 栄 1 , 小 坂 田 裕 子 1 , 桝 田 浩 孝 2 , 小 布 施 力 史 2 , 平 岡 泰 1,3,4 , 原 口 徳 子1,3,4( 1 情 報 通 信 研 究 機 構 ・ 未 来 ICT 研 究 センター, 2 北 大 ・ 先 端 生 命 , 3 阪 大 ・ 生 命 機 能 ,4阪 大 ・ 院 理 ・ 生 物 )Nucleus-selective nucleoporin Nup98s act as a barrier against misdirected nucleartransport in ciliate Tetrahymena thermophilaMasaaki IWAMOTO 1 , Chie MORI 1 , Hiroko OSAKADA 1 , Hirotaka MASUDA 2 , Chikashi OBUSE 2 ,Yasushi HIRAOKA 1,3,4 and Tokuko HARAGUCHI 1,3,4( 1 Kobe Advanced ICT Research Center, NICT, 2 Grad. Sch. of Life Science, Hokkaido Univ., 3 GradSch. of Frontier Biosciences, Osaka Univ., 4 Dept. of Biol. Sci., Grad Sch. of Science, Osaka Univ.)SUMMARYCiliated protozoa have two distinct nuclei, a macronucleus (MAC) and a micronucleus (MIC). In T. thermophila,the nuclear pore complexes (NPCs) of MAC and MIC were composed of a different set of Nup98 nucleoporin, whereasother components found to date have been common. Two macronuclear Nup98s contain typical Gly-Leu-Phe-Gly(GLFG) repeats, however two micronuclear Nup98s contain novel Asn-Ile-Phe-Asn (NIFN) repeats. This fact impliesthat nuclear transport via Nup98 is biased or nucleus-specific. To investigate the relation between the exclusive Nup98sand the transport of either nucleus-specific protein, we prepared mutant cells expressing a chimeric Nup98 bearingGLFG repeats but localizing to the MIC or an opposite chimera bearing NIFN repeats but localizing to the MAC. Incor-