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深海魚由来細胞株を用いた高水圧環境下での細胞分裂の分子生物学的解明

使用深海鱼源细胞系对高水压下细胞分裂进行分子生物学阐明

基本信息

批准号：
15656214
负责人：
小山純弘
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

研究代表者は若手研究(A)(No.14704007)で開発した保温保圧型深海生物捕獲飼育装置を用い、水深1,000〜2,500mに棲息する深海魚コンゴウアナゴを活きた状態で捕獲回収後、大気圧下で組織培養する事に成功している。この深海魚由来細胞は凍結保存にも成功し、世界に先駆けてようやっと深海多細胞生物の分子細胞生物学的な研究を本格的に進められる段階に達した。地表で棲息する各種動物細胞株は、5から10MPa(1bar=0.1MPa,水深500〜1,000m程度)の圧力で増殖を停止させ、30MPaを超える加圧条件下では細胞骨格の脱重合をともなう形態の球形化が生じる。そして、130MPaを超える圧力条件で20分間以上加圧すると、ほぼすべての細胞が死滅する事を、これまでの研究から明らかとしている。本研究課題では、1)深海魚由来細胞株と地表動物由来細胞を、高圧下で長期間培養しながら観察実験できる顕微鏡観察装置を開発し、2)深海魚由来細胞株がなぜ高圧極限環境下でも増殖できるのかを、細胞骨格を中心とした研究を通じて解明する事を目的とした。深海魚由来細胞は、150MPa,20minまでの加圧条件でも細胞が死ぬ事はなく、200MPa,20minの加圧条件で、すべての細胞の死滅を確認した。しかも、この深海魚由来細胞を20分間の各種圧力条件で加圧しても、細胞骨格の脱重合をともなう形態の球形化はほとんど生じなかった。地表生物由来の細胞株は5から10MPaの加圧条件で増殖停止をするが、この深海魚由来細胞は20MPaまで増殖が可能である事を見いだした。深海魚由来細胞は、加圧下においてM期が大気圧条件の4倍かかる事も明らかとした。一方、この深海魚由来細胞株における細胞骨格の研究から、アクチンおよびチューブリンのアミノ酸配列の変異が、これらの耐圧性の一部に寄与していることが考察された。

The representative of the research team conducted a study (A)(No. 14704007) to develop a heat-preservation and pressure-preservation type deep-sea biological capture and breeding device, which successfully used deep-sea fish living in water depths of 1,000 to 2,500 m, captured and recovered, and cultured tissue under high pressure. The research on deep-sea multicellular organisms and molecular cell biology has been successfully carried out in the world. The growth of various animal cell lines inhabiting the earth's surface is stopped under pressure of 5 to 10MPa(1 bar = 0.1 MPa, water depth of about 500 to 1,000 m), and the cell skeleton is separated from each other under pressure of 30MPa. Under the pressure conditions of 130MPa and above, the cells were killed and the results were analyzed. This research project includes: 1) development of microscopical observation device for long-term culture of deep-sea fish derived cell lines and surface animal derived cells under high pressure; 2) development of deep-sea fish derived cell lines under high pressure limit environment; 3) research on cell skeleton center; 4) development of deep-sea fish derived cell lines under high pressure limit environment; 5) development of microscopical observation device for long-term culture of deep-sea fish derived cell lines under high pressure limit environment. Deep-sea fish derived cells were confirmed to be dead at elevated pressure of 150MPa for 20min and 200MPa for 20 min. The deep-sea fish originated from the cell and was subjected to various pressure conditions for 20 minutes. Cell lines derived from surface organisms can proliferate under elevated pressure conditions of 5 to 10MPa, while cells derived from deep sea fish can proliferate under elevated pressure conditions of 20MPa. Deep-sea fish are derived from cells under high pressure and 4 times higher pressure conditions. A study on the cytoskeleton of deep-sea fish derived cell lines was carried out.