魚類の淡水適応と塩類細胞の機能の多様性

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広塩性魚であるkillifish(ウミメダカ、Fundulus heteroclitus)を用い、鰓上皮に存在する塩類細胞のイオン輸送機能について研究を行っている。魚類鰓からのイオン取込みに関与するいくつかの輸送タンパクが塩類細胞に存在することが示唆されてきている。Na^+チャンネルとカップリングしてNa^+取込みに関与すると予想されるV-type H^+-ATPase(V-ATPase)A subunitのcDNA配列を決定し、鰓上皮における局在を調べるためにこれに対する抗体により免疫染色した。V-ATPaseは特に環境水中Na^+濃度が低い群(0.1mM)で塩類細胞の体内側の細胞膜(basolateral膜)に局在することが明らかとなり、淡水中でのNa^+取込みに関与することが強く示唆された。ウミメダカの塩類細胞が海水中、淡水中で著しく異なる形態を示すことを既に明らかにした。これらの細胞が同一細胞の形態変化により生じるのか、あるいは環境変化に伴って新たに分化してくるのかは不明である。海水馴致したウミメダカを淡水へ直接移行し、塩類細胞の形態変化を観察した。さらに、新たに「時間差蛍光二重染色法」を確立し、淡水適応に伴う塩類細胞の入替りを検出することに成功した。淡水移行後1日以内に塩類細胞の形態は淡水型へと変化していく過程が観察され、海水中で塩類細胞頂端部に存在するCl-チャンネルの免疫反応性も消失した。また淡水移行群では、海水/淡水馴致群と比較して塩類細胞の入替りが促進された。ウミメダカでは既存細胞の形態変化による短期的な適応反応と塩類細胞の入替りによる長期的な適応反応によって淡水適応を可能にしていることが明らかになった。