ミズワラビにおける細胞膨潤突然変異体の単離と解析

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表層微小管の存在様式に異常を生じた突然変異体の解析は、表層微小管の配向変化機構を解き明かす上で有力な手法である。表層微小管の配向に異常を起こした突然変異体は、細胞が細長く伸長せずに膨潤することが予想される。すでに、昨年度の研究成果より、ミズワラビを用いて、細胞が細長く伸長せず丸く膨潤する系統が得られている。本年度は、得られた系統の解析を進めるとともに、野生型において表層微小管の配向を制御する実験系の確立を行った。昨年度得られた、細胞が細長く伸長せず丸く膨潤する系統(細胞膨潤系統)の解析を行った。細胞膨潤系統の配偶体を野生型配偶体と交配し、次世代の配偶体の分離比を調べたところ、1:1に分離した。細胞膨潤系統の胞子体は、ヘテロ接合体では正常に生長したが、ホモ接合体では細胞が丸く膨潤し、大きく生長せずに枯死した。これらの結果から、得られた系統の形質は単一遺伝子の劣性突然変異によることが明らかとなったので、この突然変異体をsphericall{sph1)と名付けた。sph1配偶体の微小管配向を調べた。暗所で培養した配偶体では、野生型に比べてランダムな短い表層微小管を持つ細胞が顕著に増加していたが、残りの細胞の微小管配向は、伸長域では野生型と同じく、配偶体の生長軸に対して直角であった。青色光に対する反応を調べたところ、sph1配偶体においても野生型と同じく表層微小管の配向変化が見られた。これらの結果より、sph1突然変異体は多くの表層微小管が断片化しランダムになっているものの、表層微小管の配向変化機構自体は欠損していないと考えられる。sph1配偶体を長期間(6-7日間)暗所で培養すると、細胞が膨潤するだけでなく、配偶体全体がねじれてらせん状に生長することがわかった。この配偶体のねじれが、微小管破壊処理により起こるか否かを調べた。低濃度(10μM)のプロピザミドはらせん状生長を誘導したが、ねじれの向きがsph1と異なっていた。また、アミプロホスメチルは顕著なねじれを誘導しなかった。これらの結果は、sph1の配偶体がねじれる原因は、微小管の断片化ではないことを示唆する。