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-

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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。