細胞骨格・膜系の特異性と細胞進化および系統分類における意義


種々の植物及び動物より得た細胞骨格画分におけるアクチンとチューブリンの分布

研究者名

阿部俊之助、伊東庸子、土井広子、柴田幸一、安座間喜崇、*Eric Davies

所属 愛媛大学農学部生物資源学科、化学大講座、分子細胞生物学研究室

 最近開発された細胞骨格安定化バッファー(CSB)を用いてマイクロフィラメントに富む画分を、被子植物裸子植物シダ植物コケ植物藻類、並びに無脊椎動物及び脊椎動物、などより得てそのタンパク質成分をSDS−PAGE並びにウエスタンブロットにより分析した。その結果、マイクロフィラメントの成分であるアクチンはすべての生物でほぼ42kDaの位置に検出され極めて保存性が高かった。微小管の構成成分であるチューブリンはシダ及びコケにおいては用いたモノクローナル抗体では検出されなかった。チューブリンのベータサブユニットはフシナシミドロとアオミドロにおいて48kDaであった以外は動植物問わず50kDaであったが、アルファサブユニットは動物ではすべて50kDaであったのに対し植物では本抗体では検出されない(フシナシミドロ、アオミドロ)か、46-48kDaと小さく高等植物に近づくほど46kDaに集束する傾向があった。また、アクチンとチューブリンがともに細胞骨格画分に見いだされる現象は、シダとコケを除いたすべての植物とマウス3T3を除く温血動物を含めたすべての動物でも観察された。

 これらのことより植物のチューブリンの坑原部位のサブユニットの進化について一つの仮説が提唱できる

  さらに、シダとコケを除いたすべての生物にストレプトアビジン結合タンパク質(SBP)が細胞骨格画分に存在し、その分子量により、LSBP(60kDa>)、SBP(60-90kDa)、HSBP(90kDa<)の3種に大別されることがわかった。これらのSBP類のパターンは種により異なりまたきわめて容易に感度よく検出できるため種や品種などの分類の指標として使える可能性がある。また、本研究の細胞骨格タンパク質のパターンは生物の進化と系統に密接に関連していると考えられた。


種々の生物の細胞骨格タンパク質の比較(本研究室において分析したデータ)
Organism (生物) 

和名     学名

   Molecular mass(分子量) 

Act   AT   BT   SBP  HSBP  ALP

           kDa

 Plants    植物 

双子葉植物(dicots) 

エンドウ  Pisum sativum

オジギソウ Mimosa pudica 

ニンジン  Daucus carota

カイワレ Raphanus sativus

トマト Lycopersicon esculentum

                    

 

 42   46   50   78   -    - 

 42   46   49   79   -    - 

 42   46   50   76   -    -

 42   46   50   76   -    - 

 42   46   50   78   -    -

単子葉植物 (monocots) 

トウモロコシ Zea mays

イネ     Oryza sativa

モウソウチク Phyllostachys pubescens

  

 42   46   49   78   -    - 

 42   47   50   78   -    -

 42   46   50   80   -    -

裸子植物 (gymnosperms) 

ソテツ   Cycas revoluta

イチョウ  Ginkgo biloba

  

 43   47   50   76  -  53/72/90 

 42   46   50   73  -    53 

(fern) シダ植物 

ノキシノブ Polypodium thunbergianum

ワラビ Pteridium aquilinum

  

 42/44  -   -    -   -   - 

 42/44  -   -    -     60/74

(moss) コケ植物 

ジャゴケConocephalum conicum

(algae) 藻類

車軸藻 Chara australis

アオミドロ Spirogyra sp.

フシナシミドロVaucheria terrestris

   

 42   -    -   76?  -   - 

  

 44   48   50   78   -   60 

 42   -   48   90?   -   -

 44   -    48   70  120/200 -

  Animals  動物 

     先口動物

サザエ Batillus cornutus

クルマエビ Peneus japonicus

シバエビ Metapeneus joyneri

蚊の培養細胞 Mosquito cells

  

   

 42   50   50   85?  130 

 42   nd   nd   74  130

 42   50   50   74  130   

 42   50   50   74  135

      後口動物 

     キョク皮動物(echinoderms)

ヒトデ Asterias amurensis

クモヒトデ Ophioplocus japonicus

バフンウニ Hemicentrotus pulcherrimus

ムラサキウニAnthocidaris crassispina

     脊椎動物(vertebraites)

ハマチ Seriola quinqueradiata

マダイ Pagrus major 

ネズミ培養細胞 Mouse 3T3

ラット Rat

ヒト Homo sapiens(注1)

    

 

 42   50   50  76/78  140 

 42   50   50  74/76  135

 42   50   50  76/78  135 

 42   50   50  75/80  140

  

 42   50   50  75/76  113/155

 42   -    -  75/77   130 

 42   50   50(SP) -    -   -

 42   50   50  71/74  150 

 42   50   50  71/75  150   

   

Act, アクチン; AT, アルファチューブリン; BT, ベータチューブリン; SBP, ストレプトアビジン結合タンパク質; HSBP, 高分子量のストレプトアビジン結合タンパク質;SP、細胞骨格画分中でアクチンとチューブリンが分離するもの。 注1: ヒトのリンパ球(BおよびT細胞)

 


クリックするとアメフラシが出てきます

 

 

 


分子細胞生物学の表紙に戻る    研究テーマリストのページに戻る
沿岸海洋生物にもどる