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細胞性粘菌とは

細胞性粘菌Dictyostelium discoideum(和名キイロタマホコリカビ)の無性生活環と特徴

 

 

 細胞性粘菌は土壌表層に広く分布しており,非常にしたたかな生活様式をもつユニークな生き物です.最終的な分化形態としては子実体と呼ばれる植物のような構造を形成します.子実体は胞子群とそれを支える細胞性の柄(死細胞)からなります.胞子は適当な条件下で発芽してアメーバ状の細胞となり,周囲の餌(大腸菌などのバクテリア)あるいは栄養豊富な培養液を取り込みながら増殖します.周囲の栄養源が枯渇して飢餓状態になると,細胞はやがて集合して多細胞体制を構築し,分化・パターン形成の方向に移行します.Dictyostelium discoideumでは,約10万個の細胞からなる半球状の集合塊(マウンド)の先頭部に乳頭突起(tip)が形成され,やがてナメクジ状の移動体となります.移動体には,運動方向に関して厳密な前後軸極性が存在するとともに,明瞭な分化パターンが認められます.移動体の前部約1/4を占める細胞(予定柄細胞)は,子実体形成の際には柄細胞に分化して死に,一方,後部約3/4の細胞(予定胞子細胞)は物理・化学的ストレスに対して抵抗性をもつ胞子に分化して生き延びます.

 このように単純ではあるが,発生過程における様々な素過程を包括しており,また遺伝子組換えや培養・観察などの取り扱いが簡便であることから,発生研究の重要なモデル生物として古くから研究が進められてきました.細胞性粘菌の走化性はその分子機構が白血球の走化性と共通しており,走化性のモデルとしても広く用いられ,分子メカニズムについての理解が進んでいます.集合期におけるcAMPに対する走化性反応では,ノイズレベルの僅かなcAMPの濃度差を検出できることから,ノイジーな環境でのシグナル伝達の機構が調べられています.細胞内1分子イメージングを含む多くの先駆的なイメージング技術の開発に貢献してきました.(文章の一部を『モデル生物:細胞性粘菌』(前田靖男氏編)から引用させていただきました)

細胞性粘菌Dictyostelium discoideumにみられる走化性・走電性・走光性・走熱性などの走性行動

細胞走性とは,細胞が環境にある化学物質や光,温度など空間勾配を認識して,方向性のある移動運動を行う性質である.化学物質に対する応答は走化性応答 — 他, 走光性,走熱性,走電性など — と呼ばれる.バクテリアを捕食して増殖する生長期には,バクテリアが分泌する葉酸に対して走化性応答を示す.バクテリアを食べ尽くして飢餓状態になると,細胞自ら産生するサイクリックAMP(cAMP)に対して走化性を示すようになり,細胞が集合して多細胞体のスラッグをつくる.ナメクジのような形をしたスラッグは,光に向った走光性や増殖期の温度に向った走熱性を示す.また,生理的な意義は未確認であるが,生活環の各ステージで電場に対する走電性を示すことができる.

走化性(動画),走電性(動画),細胞集合(動画1)細胞集合(動画2),スラッグ(動画)