ブレファリズマの脱シスト化
６年Ｂ組

山村梨絵

６年Ｃ組

梅﨑千里

指導教諭

櫻井昭

１．要約
繊毛虫ブレファリズマなどの原生動物は環境が悪化すると外環境から身を守るためにシストと呼ばれる休眠状態になる。その仕組みを探るためにシスト化と脱シスト化の環境条件について調べた。
キーワード

ブレファリズマ（Blepharisma japonicam）、シスト

２．研究の背景と目的

は環境条件が整うと、再び通常形態のブレ

繊毛虫のブレファリズマは、水田などファリズマに戻る。しかし、この環境も詳の水中に生息しており、乾燥に弱い。ししく分かっていない。そこで、脱シストをかし、緩やかな周囲の環境の変化を感じて、 誘導する環境についても調べてみることに乾燥に強い「シスト」という形態をとり、した。

乾田でも生育し続けている。ブレファリズ

なお、本研究では一時的な休止状態になマの環境に対する形態変化の仕組みに興味ることを｢シスト化｣、休止状態からもとにを持ち、調べることにした。研究をするにもどることを｢脱シスト化｣と呼ぶことにす当たり、奈良女子大学理学部生物科学科のる。

春本晃江教授から、ブレファリズマの株(Ｂ.Japonicum)を分けていただいた。また、

３．研究内容自ら水田より野生のブレファリズマを採取＜研究Ⅰ

シスト化と温度＞

し、単離培養をすることにより、自然界の通常ブレファリズマは、27℃で培養してブレファリズマについても調べてみることいる。しかし、長期保存するときには、15℃にした。に移す。すると、シスト形態の個体が見らブレファリズマのシスト化では、細胞膜れるようになる。そこで、温度がシスト化の表面に分泌された膜や壁が見られる用にに影響しているのではないかと考えた。

なり、一時的な休止状態になっていくこと(1) 仮説西本）。では、ブレ

通常培養している 25℃よりも、低い温度ファリズマは何を感じ取ってシスト化する（15℃）に置いておくと、シスト化が誘導のであろうか。外液が及ぼすシスト化へのされる。

影響と、温度、密度によるシスト化への影(2) 実験方法

響を調べてみることにした。また、シスト●が分かっている（2009ブレファリズマの培養方法

バクテリア(Enterobacter aerogenes)を増殖させたレタス培養液をエサとして用い、＜研究Ⅱ

シスト化と細胞密度＞

研究Ⅰにおいて、ブレファリズマを 1cellインキュベーターで培養する。

ずつ SMB へ移していくと、高密度で SMB● 実験方法へ移して培養するより、シスト化した個体①

奈良女子大学から頂いたブレファリズが早く見られるようになった。そこで、細マの株(Ｂ.Japonicum)を培養する。

胞密度がシスト化に影響しているのではな② ブレファリズマを 1cell ずつ、SMB（繊毛虫用生理的塩類溶液）に移す。

いかと考えた。
(1) 仮説

③ ②を 15℃と 25℃に設定したインキュベ④

細胞密度が小さいと、シスト化され易い。

ーターの中に、それぞれ静置する。

(2) 実験方法③のブレファリズマを継続観察し、通①ブレファリズマの細胞密度を 5cells/ml、10cells/ml、100cells/ml に揃える。

常型（通常のブレファリズマの形態）、とシストの個体数変化をカウントする。
(3)

②

結果と考察

温度を５℃、15℃、25℃に設定したインキュベーターの中に静置し全体にお結果は、図１のようになった。15℃に静置しておいたブレファリズマの通常型の個けるシストの割合をグラフ化する。
(1)

結果と考察

結果は、図２のようになった。５℃に静通常型の個体数が減少する地点で、シスト置しておいたブレファリズマは、どの細胞の数が増えることから、通常型の個体数が密度でも研究Ⅰの実験で、シスト化がみら減った分シストになっていることが分かっれ始めた７日目よりも早い、６日目までにた。また、25℃に静置しておいたブレファシスト化が見られた。しかし、15℃、27℃リズマの通常型の個体数は、増加し続けてに靜置しておいたブレファリズマは、どのシストは見られなかった。以上より、15℃細胞密度でも、６日目までにシスト化が見の方が 25℃よりもシスト化を誘導しやすられなかった。以上のことよりシスト化は、い。ほぼ仮説どおりであった。

あまり細胞密度に依存せず、温度に依存す

7
温度とシスト化の関係
15℃ Hotta（通常型）
244515℃ Hotta（シスト）04025℃ Hotta（通常型）
9.666667
3525℃ Hotta（シスト）
33015℃ Ame（ブレ）18.66667
2515℃ Ame（シスト）5.666667
2025℃ Ame（ブレ）51525℃ Ame（シスト）51015℃ 西４（ブレ）5515℃ 西４（シスト）
125℃0 西４（ブレ）4.666667
7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 025℃ 西４（シスト）ることが分かった。

時間（日）

図１

131940.66667
15.55.666667
3215℃ Hotta（通常型）
14 17.66667
0030.33333
1215℃ Hotta（シスト）722
24 26.66667
0025℃ Hotta（通常型）
3.666667 0.333333
2.333333 4.666667
9925℃ Hotta（シスト）00

温度とシスト化の関係

密度とシスト化の関係（Hotta株・5℃）
全 体 に お け る シ ス トの 割 合 （ ％ ）個体数（cells）

体数は、増加しある地点で減少する。その

100
9080
7060
50
403020100５cells/ml
10cells/ml
100cells/ml
3日目

5日目

6日目

図 2 密度とシスト化の関係(5℃)

５cells/ml

10cells/ml

60・稲抽出液＋バクテリア
・稲抽出液

40100cells/ml20

図３・レタス抽出液＋バクテリア
・レタス抽出液＋バクテリア＋SolutionA

80

目
6日

5日目

目

03日

全 体 に お け る シ スト の 割 合 （ ％ ）100・レタス抽出液

密度とシス ト化の関係（ Hotta株・ 15℃、25℃）

密度とシスト化の関係(15℃、25℃)

・SMB＋シカの糞※ SMB
NaCl(1.5mM),KCl(0.05mM),CaCl2(0.4mM),MgCl2(0.05mM),
MgSO4(0.05mM)＜研究Ⅲ

脱シスト化を誘導する環境＞

15℃で長期保存していたブレファリズマ
を、25 度のレタス培養液に植え継ぎすると、シストの状態のブレファリズマはいなくな※SolutionA
NaCl,KCl,CaCl2・2H20,MgCl2・6H2O,MgSO4・7H2O(3) 結果と考察る。このことから、低温、飢餓状態という

表１のような結果が得られた。レタス抽環境を取り除くことが、脱シスト化につな出液のみでは脱シストせず、バクテリアをがると考えられる。そこで、脱シスト化に含んだレタス抽出液と、稲抽出液では脱シはレタス培養液の何が、ブレファリズマにストしていた。また、どの外液においても作用するのか調べることにした。

100％脱シストすることはなく、個体によっ(1) 仮説て脱シストに要する時間は異なっていた。

レタス培養液にバクテリアを繁殖させた条件で、最もブレファリズマの脱シスト化が誘導される。
(2) 実験方法①

奈良女子大学から頂いたブレファリズ
マの Hotta 株(Ｂ.Japonicum)と、自分たちで水田から採取し、単離培養に成功した株(Blepharisma.sp)をそれぞれ培養する。

②

シスト化したブレファリズマを遠心機で収集する。

表 1 外液に対する脱シスト化－：脱シスト化しない、＋：１cell 脱シスト化した、＋＋：過半数の個体が脱シスト化した、＋＋＋：全て脱シスト化した。

③ 温度 25℃、密度 5cells/ml にそろえる。

脱シスト後の個体数の変化では、図４の④ ③の外液のみ換えて、脱シスト化の個体ような結果が得られた。シカの糞＋バクテ数の変化を調べる。

リアでは脱シスト後分裂せず、バクテリア外液は以下の条件にして観察した。

入りのレタス培養液では分裂している。以・SMB(SyntheticMediu for Blepharisma)

上のことから、脱シスト化には動物性成分と植物性成分の両方が必要であり、脱シスブレファリズマはその土地固有であると考ト化した後の細胞分裂には、餌（バクテリえられるのではないか。つまり様々な地域ア）が必要ではないかと考えられる。の田から稲株を採取し、地域別にブレファ

脱シスト化と外液の関係

ズマのシストの脱シスト化の条件について40

鹿のフン培養液 (通常型)

35個 体 数 (cells)

リズマを調べることによって、ブレファリ

30

鹿のフン培養液 （シスト）

25
2015

レタス＋バクテリア＋solutionA （通常型）

10の地域差が見られるかもしれない。

６．参考文献[1] 「繊毛虫コルポーダのシスト形成・脱シ

50

一日目 二日目 三日目 四日目

図４

レタス＋バクテリア＋solutionA （シスト）

脱シスト化と外液の関係

４．考察

スト誘導因子」，高知大学[2] ENCYSTMENT AND EXCYSTMENT[3] CAPSULE SHEDDING

７．謝辞

以上の研究からシスト化には温度が影

奈良女子大学の春本晃江教授、神戸大学響していて、脱シスト化にはバクテリア理学部の洲崎敏伸教授、そして本校の櫻井が必要であることが分かった。ブレファ昭先生には助言、ご指導をいただきました。

リズマが生息する水田においてもバクテ諸先生方、大変ありがとうございました。

リアが存在するので、湿田においても温度が高温(25℃)に保たれていると脱シスト化できることが予想される。ブレファリズマは、水田という環境の変化(低温、乾燥など)の多い場所に生息するためにシストと呼ばれる休眠状態になることによって生き延びている。このことから、ブレファリズマは水田という環境に適していったため「種の保存」という点で水田は適していると考えられる。

５．まとめと今後の課題
現在報告されている繊毛虫コールポーダのシストはかなり小さく軽いため、風によって遠くへ運ばれることもあるが、これに対してブレファリズマのシストは乾田の稲株にしっかりと付着しているため、遠くへ飛ばされる可能性は非常に低い。そのため・