運動超分子マシナリーが織りなす調和と多様性

真核生物 アクセス数：422
フィロディナ

種名:Philodina sp.
下水道局　東京都

大きさは300～1,000μmくらい。体は細長く、脚部は1本で、肢部に4本の趾がある。頭に二つの繊毛環があり、眼点は脳の上にある。ヒルのように伸び縮みしながら、フロック間を移動する。また、フロックが小さくなると繊毛を回して泳ぎ回ることがある。頭部の繊毛を動かして、小形の鞭毛類や細菌類を摂食する。頭部の繊毛環を体内に引き込むことができる。

微生物図鑑

真核生物 アクセス数：349
助細胞による花粉管の誘引

種名:Torenia fournieri
名古屋大学 WPI-ITbM　東山哲也

花を咲かせる植物である被子植物は、進化の過程で、鞭毛ダイニンなど鞭毛をつくるための遺伝子を捨てた。このため、植物の精細胞は自ら泳ぐことはできない。その代わりに素早く、水の少ない環境でも精細胞を卵のある部分まで運ぶのが、花粉から伸び出す「花粉管」という細胞である。花粉管細胞は、精細胞をエンドサイトーシスで取り込んだ状態で運ぶ。花粉管がなぜ正確に卵の場所までたどり着けるのか？およそ140年にわたって探索されてきた花粉管誘引物質が、このムービーが示す、「トレニア」というユニークな植物を使って発見された。トレニアは卵組織が組織に包まれず露出しており、花粉管が卵組織の先端に正確に誘引される様子を直接観察することができる。卵細胞のとなりに2つある助細胞が花粉管誘引物質を分泌すること、そしてその誘引物質は約65アミノ酸からなるシステインに富む複数のペプチドであることが明らかとなり、ルアーと名付けられた。

Science, 293, 1480-1483, 2001
Nature, 458, 357-361, 2009

原核生物 アクセス数：216
戦車のような仕組みで動くバクテリア 3

種名:Flavobacterium johnsoniae
学習院大学　中根大介

バクテロイデテスに属する土壌細菌Flavobacterium johnsoniae は，ガラスや寒天などの固形物表面上で，前進・後進・反転・回転する，複雑な運動をおこないます．この動きは何十年も前に見つかっていましたが，詳細な運動メカニズムは全く分かっていませんでした．最近，私たちは，一見，複雑に見える上記の運動様式が，実は，簡単な２つの要素によって生じることを示しました．１．表面タンパク質が，左巻きらせんのループに沿って外膜上を動き回ること，２．表面タンパク質が，固形物表面との接着力を変えること，です．これは，戦車の走行装置である『無限軌道』とよく似ています．

Helical flow of surface protein required for bacterial gliding motility. (PNAS, 110, 11145-11150)
Bidirectional bacterial gliding motility powered by the collective transport of cell surface proteins. Phys. Rev. Lett. 111, 248102

真核生物 アクセス数：211
マウス気管の繊毛

種名:Mus musculus
浜松医科大学　池上　浩司

マウスの気管で運動する繊毛。一つの細胞の表面に300本ほどが密集し、束になって運動する。運動の周波数は、10～20 Hz程度。束が規則的に“ウェーブ”を作り出しており、このような運動様式を「メタクローナルウェーブ」と呼ぶ。

Tubulin polyglutamylation is essential for airway ciliary function through the regulation of beating asymmetry [Proc Natl Acad Sci USA 107(23), 10490-10495, 2010]

真核生物 アクセス数：206
クサリケイソウの不思議

種名:Bacillaria paxillifer
AL-Museum　AL-Museum

沢山の細い珪藻がつながり伸びたり縮んだり。そのスケールの大きい動きにつれて、周りの珪藻たちが群がったり離れたり、時には周りの結晶や粒子の凝集体も位置を変える。縮んだときは何本も横並び、伸びた時はクサリの形。動く方向も前後左右に自由に向きを変える。

AL-Museum

真核生物 アクセス数：195
マクロビオツス

種名:Macrobiotus sp.
東京都　下水道局

大きさは0.2～1.0mmくらい。体はうすいキチン質の膜でおおわれ、棘剛毛、よろい板を持っている。四対の歩脚があり、先端部に爪がある。口と肛門の付近に、それぞれ線がある。本来は土壌中に生息する生物である。卵を脱皮した皮の中に多数個生む。動作はのろく、ゆっくり歩く姿がクマに似ているのでクマムシと呼ばれる。エサに口から出した歯針を刺し込み、咽頭の働きにより内容物を吸引する。ビデオでは出産がみられる。

微生物図鑑

原核生物 アクセス数：192
Motility of Paenibacillus sp. NAIST15-1 (7)

種名:Paenibacillus sp.
奈良先端科学技術大学院大学　小林 和夫

Wandering colonies are sensitive to wetness. Wild-type cells were spread over the surface of a 1.5% agar plate and incubated at 37°C until wandering colonies appeared. Two hundred microliters of water were poured onto the colonies and cellular behavior was immediately observed under a video light microscope. The movie is real time. Scale bar, 20 μm.

Genetic Analysis of Collective Motility of Paenibacillus sp. NAIST15-1

真核生物 アクセス数：191
AmiAとミオシンIIのダブルノックアウト細胞における細胞周期と共役しない細胞質分裂

種名:Dictyostelium discoideum
産業技術総合研究所　上田太郎

AmiAとミオシンIIをダブルノックアウトした変異細胞性粘菌細胞は、細胞周期と共役した二つの細胞質分裂機構(cytokinesis AとB)が破壊されています。これらに細胞では、細胞周期とは無関係に、細胞の一部がアメーバ運動により引きちぎれることで分裂増殖します(cytokinesis C)。このムービーの細胞は、細胞周期を可視化するためにGFPヒストンを発現していますが、多核細胞で同調的な核分裂が起きたあとには分裂は起きず、間期で適当にちぎれるように分裂している様子が分かります。

Genetic and morphological evidence for two parallel pathways of cell cycle-coupled cytokinesis in Dictyostelium. J. Cell Sci., 115: 2241-2251.
Variations on a Theme - the Many Modes of Cytokinesis. Curr. Opin. Cell Biol., 16:55-60

原核生物 アクセス数：186
Swimming Rhodobacter spheroids (1)

種名:Rhodobacter spheroids
ハーバード大学　ハワード・バーグ先生からの提供動画

Rhodobacter spheroids のべん毛による遊泳

Armitage, J.P. and Schmitt, R. Bacterial chemotaxis: Rhodobacter spheroides and Sinorhizobium meliloti -- variations on a theme? Microbiology 143, 3671-3682 (1997).

真核生物 アクセス数：185
Trypanosoma brucei bloodstream form

種名:Trypanosoma brucei
Institute of Cell Biology, University of Bern, Switzerland　Prof. Torsten Ochsenreiter

Trypanosoma brucei (Mitat1.1) is a single celled protozoan parasite that causes Human african trypanomiasis and Nagana in cattle. The movie is in slow motion the cells actually swim much faster. Images were captured by Dr. Torsten Ochsenreiter using a Zeiss Cell Observer Microscope (63x DIC objective) at the University of Georgia, Athens, USA.