ブレファリズマの膜形成反応についての研究
５年Ｂ組 井上 なずな
指導教諭 櫻井 昭

１. 要約
昨年から引き続き、ブレファリズマの膜形成についての研究を行った。前研究においてはブレファリズマに膜形成を誘導する薬品を発見した。今回はその追実験と、新たに他の薬品を使用し膜形成が誘導されるときの条件を探る実験を行った。今回はその過程と成果について報告する。
キーワード マルチプレート、遠心分離機、ニュートラルレッド、サフラニン、食紅、メチルグリーンピロニン

２. 研究の背景と目的
ブレファリズマは、ストレス付加条件下赤い染色液の酢酸オルセインは細胞を固定してしまうため除外した。

で膜状のものを形成することが知られている。これまでの研究で、ブレファリズマに ３.
ニュートラルレッドを加えると膜形成が生

研究内容＜実験の準備＞じることを確認した。ニュートラルレッド

実験条件を常に同じにするために、実験で確認できたのは粘液状の膜だったが、そに用いるブレファリズマの密度を揃えた。

れとは別にカプセル状の膜をブレファリズ

ブレファリズマの培養液を質量が同じになマが形成する現象も観察されている。そこ

るように２本、ないし４本の遠沈管にわけ、で、今回はニュートラルレッドを使った追1000 rpm で５分間遠心分離機にかける。そ実験を行うことで、粘液状の膜形成はカプの後フィルターに通して、溶液中に浮遊すセル状の膜形成と同じ現象なのかを確かめるゴミを取り除く。これを濃縮ブレファリる。さらに、なぜニュートラルレッドが膜ズマ（密度は 200μℓ 中 127 匹）と呼ぶこ形成を引き起こすのか、他の薬品を使ってとにする。マルチプレートに濃縮ブレファ実験を行い、その共通点について考察する。

リズマ 500μℓをいれ、実験に使用した。

上記２つを本研究の目的とし、新たな薬品として、サフラニンと食紅を使用すること＜実験Ⅰ＞赤色色素に対するブレファリズとした。ニュートラルレッドと似た特性(赤マの膜形成実験

くて細胞を固定しない)を持つものならばニュートラルレッドが膜形成反応を引き膜形成を引き起こすのではないかと考えた

起こすか追実験を行い、またニュートラルためである。生物の実験でよく使用される、レッドに似た性質を持つ薬品を使い、その物質に対する反応を見る。各薬品の濃度は前回の研究で使用した、0.1%のニュートラルレッドを基準とした。

④まとめ
サフラニンに関してはほとんどの個体が死んでしまい、食紅はブレファリズマになんの影響も与えていそうにないという結果①ニュートラルレッドを得た。ここから、細胞膜を通り抜けるここれまでに膜形成を引き起こすことがとが可能な物質がブレファリズマの膜形成わかっているニュートラルレッドの確認に影響を与えるのではないかという仮説を実験を行った。準備した濃縮ブレファリズ立てた。メチルグリーンピロニンという染マに 0.1％ニュートラルレッドを 20μℓ 加

色液は細胞内部にある RNA と DNA を染色えたものを顕微鏡で観察した。その結果、するため、この条件に見合うのではと考え、膜形成が確認できた(図１)。それに加え、これを使って実験を行うことにした。

自身が作った膜から抜け出そうともがいているブレファリズマを観察できた(図２)。

＜実験Ⅱ＞核(酸)染色液に対するブレファ

また、すでに本体がぬけでた後と思われるリズマの膜形成実験

抜け殻の膜も発見した(図３)。抜け殻には核染色液であるメチルグリーンピロニ上部にやぶれた後があり、やはりブレファンが膜形成反応を引き起こすかどうか確

リズマは膜を作った後に自分で膜を破っかめるための実験を行った。結果、ニューて外に抜け出していると思われる。

トラルレッドで確認したものと類似の膜形成反応が見られた。また、膜を抜け出し②サフラニンて泳いでいく個体を確認し動画に収める

濃縮ブレファリズマに 0.5％サフラニンことができた(図６および図７)。この実験

溶液を 20μℓ 加えたところ、サフラニンがでメチルグリーンピロニンが膜形成を引濃すぎて観察することができなかった。そき起こすことが確認できた。

こで 10μℓ に変更したところ観察することができ、ブレファリズマは細胞壁が破れ中身が流出したようになり、すべて死んでしまった(図４)。

４．考察
今回の実験では以下のことがわかった。
①食紅は膜形成を引き起こさない、②ニュートラルレッドとメチルグリーンピロニン③食紅はブレファリズマの膜形成を引き起こす。

食紅 0.01g に対して水を 100μℓ 加え、溶さらに、ニュートラルレッドとメチルグリ液を作った。この食紅溶液 20μℓ を、濃縮ーンピロニンの共通点として、核(DNA)をブレファリズマに加えて顕微鏡で観察した。

染色する染色液であることが挙げられる。

食紅は大きめの赤い粒子のようにみえた。

ブレファリズマが膜を形成する条件としブレファリズマは食紅の粒子のなかで特にて、高密度の粒子が細胞外にあることでな問題なく活動していた(図５)。

く、それらの粒子が細胞内に入り込もうとすることが必要である。では、どのような性質をもつ物質が細胞に入り込むことがで試すなどし、その結果を考察していきたい。

きるのだろうか。私は、(ⅰ)小さい粒子であまた、物質を膜に吸着させてその場から抜る、(ⅱ)脂質と親和性がある、という性質をけ出すという仮説が正しいかどうか確かめ考えた。これは、実験Ⅰの結果から立てたたい。そのために、赤以外の色の薬品を使仮説とも一致している。ブレファリズマは、用して実験を重ねる。赤い薬品を加えても、核を染色する染色液の粒子を体内に入れな膜についている赤色が薬品に由来するもの

いように、膜に吸着させてその場から抜けなのか、ブレファリズマが持っている赤色出すという方法で身を守っているのではな

色素のブレファリズミンなのかがわからないだろうか。このことに加えて、食紅が膜いからだ。さらに、膜形成を誘導する物質形成を引き起こさなかったという結果から、の条件が、小さい粒子であることなのか、ブレファリズマが膜形成反応を起こすのは、脂質と親和性を持つことなのかを突き止め細胞膜を通り抜けられるほどの小さな粒子たい。この２つの条件に見合う物質についの物質か、細胞膜の主成分である脂質と親て、それぞれ実験を行っていく。これらを和性がある物質だと推測できる。

明確にできれば、膜形成の仕組みが解明さしかし、この仮説には疑問も残る。今回れると考える。の実験ではサフラニンは膜形成を引き起こさなかった。サフラニンもニュートラルレ

６．参考

ッドやメチルグリーンピロニンと同様に核

http://www.sigmaaldrich.com/japan/prodを染色する染色液であるのに、なぜこのよ

uct-catalog-jp.html

うな結果になったのだろうか。

７．謝辞
５．今後の課題
今後の課題として、サフラニンで膜形成

この研究に関して櫻井先生に多くのご指導をいただきました。深く感謝します。

が起こらなかった理由を突き止めたいと思う。ここで、濃度が濃すぎたということが８．画像推測できる。実験ではニュートラルレッド
は濃度 0.1%のものを、サフラニンは 0.5%

ブレファリズマ本体のものをニュートラルレッドのちょうど半量使用した。観察中もサフラニンは他の薬形成された膜品と比べて濃いように感じ、ブレファリズマもすぐに死んでしまっていた。また、サフラニンはアミノ基をもつため塩基性である(図８参照)。塩基性の物質は細胞に害をなすため、サフラニンは膜形成を引き起こした他の薬品よりも毒性が強いということも考えられる。次は、より濃度の低いもので

図１ニュートラルレッド(膜形成)

本体

膜

本体

膜
図２ ニュートラルレッド

図６ メチルグリーンピロニン(抜け出そうとしている。)

図７ チルグリーンピロニン(抜け殻)図３ ニュートラルレッド(抜け殻)

図８ サフラニン
図４ サフラニン(死亡)ブレ ファリズマ

図５ 食紅