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細胞性粘菌の映画と連続写真 (1)

各写真の右に QuickTime (mac, unix)、 avi (wondows) フォーマットの映画 (approx. size in kilobytes) と連続写真へのリンク、
各説明欄の最後の括弧内に、映画のフレーム間隔、撮影時間、画面の幅またはスケールバーの長さを示す。

増殖期から集合を経て移動体・子実体の形成

Dictyostelium rosarium QuickTime
avi (800)
photos
ここに示した映画では、寒天培地上で細胞性粘菌の増殖から形態形成の過程を連続して見ることができる。はじめ画面の右側は一面バクテリアで覆われ、画面の左端から粘菌の細胞が増殖して次第に右の方に拡がる。バクテリアを食いつくしたところでは粘菌の細胞が集合して細胞のかたまり(マウンド)をつくり、そこから突起が伸びて移動体になる。
一番上の映画では集合の領域に分かれる過程、次の映画では走化性の波の伝播がわかりやすい。その波の部分を高い時間空間解像度で示したのが一番下の映画。 (-->more)
上:Dictyostelium rosarium。(8 min, ca. 8 h, 6.25 mm) (c01)
中:Polysphondylium violaceum。(8 min, ca. 8 h, 6.25 mm) (c02)
下:Polysphondylium violaceum。(1 min, 3 h, 3.0 mm) (c02-2)
Polysphondylium violaceum QuickTime
avi (750)
photos
P. violaceum aggregation QuickTime
avi (1250)
P. pallidum development QuickTime
avi (660)
photos
Polysphondylium pallidum の細胞が、帯状に拡がるバクテリアを食べて左から右に増殖している。バクテリアを喰い尽くした部分から集合を始め、続いて子実体を作っていく。(16 min, 15 h 44 min, 9.1 mm) (c05)

上の映画で細胞性粘菌の増殖から発生の過程の大筋がある程度わかるが、以下の映像では、その過程で起こるいろいろなできごとをもう少し詳しく見ることができる。

胞子の発芽 New

QuickTime
avi (950)
Dictyostelium firmibasis の胞子の発芽。多くの細胞性粘菌は回転楕円体のような形の胞子を作り、その長径方向に割れ目ができてアメーバ状の細胞が出てくる。(15 sec, 21 min, 56 μm) (v01)
QuickTime
avi (950)
Dictyostelium rosarium は球状の胞子を作る。(15 sec, 21 min, 56 μm) (v01)
QuickTime
avi (950)
回転楕円体の胞子を作る種類の中で、短径方向に割れ目ができる種類が少数存在する。この動画は未同定種(Dictyostelium microsporum?)の発芽。2つの胞子のうち片方は少し発芽がおくれているが、内部の顆粒の動きから、発芽が近いことがわかる。その胞子のまわりのソーセージ状の物はバクテリア。発芽したアメーバは早速バクテリアを食べている。(10 sec, 21 min, 28 μm) (v01)

増殖・細砲分裂・エンドサイトーシス

D. rosarium on bacteria lawn QuickTime
avi (950)
寒天培地の上で一面のバクテリアの中を動きまわる Dictyostelium rosarium の細胞。この映画の中で細胞分裂が5回見られる。バクテリアが培地のほとんど全体を覆っていて、白く抜けている部分はバクテリアの少ない所。粘菌の細胞が動きまわるときバクテリアを押しのけるために(食べるのは一部分)、細胞が通った跡がはっきり見える。(1 min, 90 min, 0.5 mm) (v01)
Dictyostelium cell division QuickTime
avi (640)
photos
細胞分裂。Dictyostelium discoideum。 (10 sec, 13 min 40 sec, Scale bar: 10 μm) (v02)
Dictyostelium feeding on bacteria QuickTime
avi (830)
photos
バクテリアを捕食する Dictyostelium discoideum の細胞。 (5 sec, 8 min 25 sec, Scale bar: 10 μm) (v03)

以下の2つの映画では、タリンB の C-末端領域と緑色蛍光タンパク (GFP) の融合分子を発現している細胞を用いている。この領域には保存されたアクチン繊維結合モチーフがあり、GFP の蛍光は細胞の内部でアクチン繊維が集まっている部分を示すと考えられる。GFP の蛍光を緑で示す。

Dictyostelium feeding on bacteria QuickTime
avi (500)
photos
食作用(phagocytosis)。 酵母の細胞を取り込む Dictyostelium discoideum の細胞。アクチン繊維が酵母細胞に接する部分に集積するが、取り込んだあと食胞のまわりから消える。バクテリアを取り込むときも同様にアクチン繊維の集積が起こる。Dictyostelium は小型の酵母を良く消化できないようで、これを餌としてもあまり増えない。 (5 sec, 4 min 15 sec, Scale bar: 5 μm) (v04)
Dictyostelium feeding on bacteria QuickTime
avi (420)
photos
飲作用(pinocytosis)。赤く光る蛍光色素を結合した多糖類の一種(TRITC-dextran)を含む栄養培地を取り込む Dictyostelium discoideum の細胞。ここではアクチン繊維が集まっている部分が黄色に見える。 (5 sec, 3 min 40 sec, Scale bar: 10 μm) (v05)

走化性の波の伝播と細胞の集合

P. violaceum stream formation QuickTime
avi (550)
photos
集合の流れ(aggregation streams)の形成。細胞は Polysphondylium violaceum。(1 min, 50 min, 1.3 mm) (a01)
D. discoideum spiral waves QuickTime
avi (840)
photos
一様に散らばった Dictyostelium discoideum の細胞の集合。映画の初めの方では螺旋状に拡がる波がかすかに見える。流れが形成されるにしたがって集合の領域 (aggregation territories) に分かれる。 (2 min, 2 h 6 min, 9.4 mm) (a02-1)
D. discoideum spiral waves QuickTime
avi (680)
photos
上の映画(1 分間隔で撮影)で各コマの1分前の画像との差を取ることによって伝播する波を抽出した。流れを作り始める前までを示す。 (1 min, 36 min, 9.4 mm) (a02-2)
Dictyostelium discoideum streams QuickTime
avi (540)
集合の流れの中の波の伝播。画面左側の下端近くは、まだバクテリアを食べている増殖期の細胞。 その少し上はまだ流れを形成していない飢餓状態の細胞。上方では移動体ができはじめている。細胞は Dictyostelium discoideum。 (40 sec, 39 min, 7.5 mm) (a03-1)
Dictyostelium discoideum streams QuickTime
avi (550)
上の映画で40秒前の画像との差をとることによって伝播する波を抽出した。まだ流れを形成していない飢餓状態の細胞も走化性信号に反応しているのがわかる。 (40 sec, 39 min, 7.5 mm) (a03-2)

移動体の運動・子実体の形成

Polysphondylium violaceum slug migration QuickTime
avi (620)
photos
斜め上方から見た Polysphondylium violaceum の移動体の運動。ほとんどの細胞性粘菌の移動体は(まったく移動しない種類を除き)、ここに見られるように柄をつくりながら移動する。寒天表面の反射からわかるように地面から離れて移動できるので、土の中に広い空隙があっても簡単に越えると考えられる。この移動体の長さ/幅:約 1.4/0.14 mm。速度:約 1.8 mm/h。 (1 min, 2 h 26 min, 4.1 mm, viewing angle slightly changed at frame 37) (s09)
Dictyostelium discoideum slug QuickTime
avi (550)
Dictyostelium discoideum の移動体は柄を作らず、粘液質の膜を後に残しながらナメクジのように移動する。柄は作らないが、自分の長さより狭い空隙は越えることもある。この移動体の長さ/幅:約 1/0.2 mm。速度:約 1.3 mm/h。 (1 min, 1 h 16 min, 2.7 mm) (s08)
D. discoideum slug with fluorescently labelled cells QuickTime
avi (430)
GFP を発現した細胞を含む Dictyostelium discoideum の移動体(蛍光顕微鏡)。移動体の中の細胞の動きを見ることができる。Scale bar: 50 μm (10 sec, 10 min) (s19)
Dictyostelium discoideum fruiting QuickTime
avi (340)
photos
Dictyostelium discoideum の子実体形成。アメーバ状の予定胞子細胞が胞子に変化すると、それまで透明だった予定胞子細胞の組織が不透明になり、縦長だった形もまるくなる。 (8 min, 7 h 36 min, 0.8 mm) (s04)
Dictyostelium purpureum sporulation QuickTime
avi (340)
photos
Polysphondylium の子実体は規則的に枝わかれしている。移動体の後の端がちぎれ、その周縁から突起が伸びて、それぞれが小さな子実体のような構造をつくる。ここに示したのは P. pallidum。 (5 min, 6 h, 0.75 mm) (s10)
Polysphondylium tenuissimum branching QuickTime
avi (710)
New Polysphondylium tenuissimum の子実体は P. pallidum より多くの枝を生じ、1つの輪生あたり10以上になることも多い。 (2 min, 4 h, 1.8 mm) (s21)
Dictyostelium polycephalum culmination QuickTime
avi (560)
photos
D. polycephalum の移動体は時々細胞の塊を後に残す。このような移動体の断片からは再び小さな移動体が生じることが多いが、適当な条件ではこの映画で見られるような特徴的な形をした子実体ができる。 (4 min, 9 h 32 min, 0.3 mm) (s16) (次のページにより高倍率の映画がある)

Macrocyst formation

細胞性粘菌の有性生殖過程ではマクロシストとよばれる構造が作られる。 (-->more)

macrocyst QuickTime
avi (1000)
photos
水の底で集合する Dictyostelium mucoroides の細胞。このような条件では移動体や子実体はできず、集まった細胞はかなり大きさのそろった丸い集合体に分かれ、時間をかけてマクロシストになっていく。 (4 min, 10 h, 1.1 mm) (m01)
macrocyst QuickTime
avi (730)
初期のマクロシストの中央付近にいる giant cell がまわりの細胞を食べて次第に大きくなる。食べられた細胞は生きている細胞より強く光を屈折するので容易に見分けられる。この映画では、まわりの細胞を引きつけられなかったもう一つの giant cell がマクロシストの中に入れずまわりをさまよっている。 (2 min, 3 h 48 min, 0.1 mm) (m02)
macrocyst QuickTime
avi (170)
photos
上の映画の続き。Giant cell に食べられた細胞はすぐには消化されず、すべての細胞が食べられたあともしばらく見分けられる。 (1 h, 24 h, 0.1 mm) (m03)

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