吉村美幸子

（指導教授：高橋景一）

再活性化したウニ精子鞭毛の運動に対するカルシウムイオンの作用
The effect of Ca²⁺ on the movement of reactivated sea urchin sperm flagella

本論文では，Ca²⁺の作用を波形の非対称性と微小管の滑り速度に注目して調べた． Part １では，様々な濃度のMgATP およびCa²⁺ を含む再活性化溶液中で波形と振動数を測定し，微小管の滑り速度を計算した．この結果，非対称性はCa²⁺濃度が高いほど，また，MgATP濃度が高いほど大きくなった．滑り速度は溶液中に300-330μMのMgATPが 含まれている場合に10^-6-10^-4 MのCa²⁺によって低下したが，これより低濃度のMgATP存在下ではCa²⁺は滑り速度に影響を及ぼさなかった．ある条件ではCa²⁺によって非対称性が増すものの，滑り速度は変化せず，Ca²⁺が滑り速度の制御と非対称性の制御とにそれぞれ独立に関与していることが示唆された．

Part２では，エラスターゼ処理軸糸を用いて様々な濃度のMgATPとCa²⁺の滑り速度への影響を調べたが，いずれのMgATP濃度においても滑り速度にCa2+濃度による有意な差 は見られなかった．この結果は，Ca²⁺による滑り速度の制御と滑りのパターンの制御は独立であることを示唆する．

Part３では，精子頭部を微小ピペットで吸引し，強制振動させることによって鞭毛運 動の屈曲面を変化させた．このとき周辺微小管と中心小管の相対的な位置関係が刻々と 変化していると考えられる．実験の結果，Ca²⁺によって生じた非対称的な波形が屈曲面の回転に伴って回転し，Ca²⁺が特定の周辺微小管の滑り運動を直接調節するのではないことが示唆された．恐らく，Ca²⁺は中心小管とスポークの相互作用に依存した滑り量の制御に関与し，波形の非対称性を増大していると想像される．

以上のように（１）Ca²⁺は微小管の滑り速度と波形の非対称性に影響を及ぼすが，両者の制御には独立した機構が関与している，（２）Ca²⁺はエラスターゼで処理した軸糸において能動的な滑りのパターンを調節するが，その滑り速度には影響を及ぼさない， そして，（３）Ca²⁺は中心小管複合体とスポークとの相互作用を介して能動的な滑り運動のパターンを調節していることが示唆された．