多くの”仮足”を巧みに使う有殻アメーバの動き方を解明~単細胞生物とは思えない精密な運動の仕組み~

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2025-12-02 北海道大学,山形大学,富山大学,法政大学

北海道大学らの研究グループは、キチン質の殻を持つ有殻アメーバ「ナベカムリ(Arcella sp.)」の独特な移動様式を、統計解析と力学解析により詳細に解明した。ナベカムリは殻の底面の一つの孔から複数の仮足を同時に伸ばし、その引っ張り力で殻ごと移動するという特殊な運動を行う。本研究では、基盤の硬さ(弾性率)を変えた際の運動挙動を定量化し、さらに細胞が基盤に及ぼす牽引応力場を測定することで、運動方向が細胞自身が生成する応力パターンにより決定されることを初めて示した。この多仮足運動は一般的なアメーバ運動とは大きく異なり、単細胞生物とは思えないほど高度で環境適応的なメカニズムを示す。本成果は、仮足を利用した多様な細胞運動の理解を拡張し、細胞が外部環境の物理特性に応じて運動様式を調整する仕組みの解明に貢献する。研究は Proceedings of the Japan Academy, Series B に掲載された。

多くの”仮足”を巧みに使う有殻アメーバの動き方を解明~単細胞生物とは思えない精密な運動の仕組み~
基盤上を這うナベカムリの移動を横から見た様子:細胞体はキチン質の殻でおおわれており、腹側の一つの穴から複数の仮足(矢印・矢じり)を伸長させ、これらを巧みに用いることで移動する(スケール50 µm)。

<関連情報>

有殻アメーバ”ナベカムリ”の多仮足を用いた移動の統計・力学的解析 Statistical and mechanical analysis of multi-pseudopodial locomotion in a testate amoeba, Arcella sp.

Genta MATSUMOTO, Atsushi TANIGUCHI, Mami NOMURA, Satoshi SHIMANO, Jean-Paul RIEU, Katsuhiko SATO, Toshiyuki NAKAGAKI, Yukinori NISHIGAMI
Proceedings of the Japan Academy, Series B  Accepted: October 28, 2025
DOI:https://doi.org/10.2183/pjab.102.001

Abstract

Adherent eukaryotic cells typically exhibit amoeboid locomotion through actin polymerization and bleb-driven mechanisms. However, testate amoebae, which enclose their bodies within a shell, exhibit variation in these locomotion types. This study focused on Arcella, a representative testate amoeba that pulls its shell using multiple pseudopods extending from a single aperture on the ventral side. Arcella may be found in peatlands and freshwater, where it adapts its movement to various substrates. We characterized its movement on glass as well as hard, and soft gel substrates through detailed observation. The results indicated a higher randomness in motion on the soft gel, which was influenced by the pseudopodial elongation direction. Additionally, we evaluated the relationship between movement direction and traction stress. The dipole moment of the traction stress field determined the axis of motion, whereas quadrupole moments were correlated with forward and lateral movements. Although some relationships between multipole moments and velocity were shared with other cells, Arcella exhibited unique characteristics in its movement mechanism, which likely occurred due to its use of multiple pseudopods alongside its shell.

生物工学一般
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