ショウジョウバエ雄の減数分裂開始を負に制御する新たな分子機構に関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15570006
• Research Institution: Kyoto Institute of Technology
• Principal Investigator: 井上 喜博 京都工芸繊維大学, ショウジョウバエ遺伝資源センター, 講師 (90201938)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山口 政光 京都工芸繊維大学, 繊維学部, 教授 (00182460)
• Keywords: ショウジョウバエ / 減数分裂 / 染色体凝縮 / サイクリン / Aurora B / LA様タンパク

Research Abstract

M期進行の制御機構は、体細胞分裂、減数分裂を問わず、真核生物の間で共通であることが知られている。ショウジョウバエ雄の減数分裂の前には、細胞周期がいったんG2期で停止し、減数分裂およびそれ以降の精子形成に必要な産物が合成、蓄積される。その後サイクリンBが合成されMPFが活性化して、減数第1分裂が始まる。我々が分離したショウジョウバエのmeteor(mtr)突然変異体は、雄雌不妊であり、減数分裂前のシスト内に小さな細胞が認められる。この細胞では、すでに核膜が崩壊しており、クロマチンが凝縮した染色体様の構造を示すことをみいだした。さらにその減数分裂前の細胞において束化したスピンドル様の微小管構造も認められた。これはM期が早期に開始したことを意味している。ところがこれらの細胞にはサイクリンBの蓄積が認められず、CDKは活性化していないことがわかった。代わりに凝縮途中のクロマチン上にAurora Bが多量に蓄積していることを認めた。これらの細胞でもサイクリンBの蓄積、CDKの活性化は正常なタイミングでおきていた。しかし早期に形成されたスピンドルは、本来の双極な構造ではなく、形態も異常なため、染色体の不均等分配が高頻度におこると考えられる。この原因遺伝子をP因子プラスミドレスキュー法によりクローニングした。遺伝子産物は自己免疫疾患の原因のひとつであるLupas抗原と相同な配列をもつLARPタンパクのショウジョウバエホモログであった。抗体を作成し細胞内局在を調べたところ、核膜に局在を認めた。mtr変異体では、MTRタンパク量の低下により、核膜が早期に崩壊し、サイクリンB-CDKの活性化の前に染色体の凝縮、スピンドル形成が開始された可能性が考えられた。

Research Products

• [Publications] Mathe, E., Inoue, Y.H.: "Orbit/Mast, the CLASP orthologue of Drosophila, is required for asymmetric stem cell and cystocyte divisions and development of the polarised microtubule network that interconnects oocyte and nurse cells during oogenesis"Development. 130. 901-915 (2003)
• [Publications] Kwon, E., Seto, H., Hirose, F., Ohshima, N., Takahashi, Y., et al.: "Transcription control of a gene for Drosophila transcription factor, DREF by DRE and cis-elements conserved between Drosophila melanogaster and virilis"Gene. 309. 101-116 (2003)
• [Publications] Takata, K, Inoue, Y.H., Hirose, F., Murakami, S., Shimanouchi, S., Sakimoto, I., et al.: "Spatio-temporal expression of Drosophila mitochondrial transcription factor A during development"Cell Biology International. 27. 361-374 (2003)
• [Publications] Nagai, Y., Fujikake, N., Ohno, K., Higashiyama, H., Popiel, H.A., et al.: "Prevention of polyglutamine oligomerization and neurodegeneration by the peptide inhibitor QBP1 in Drosophila"Hum.Mol.Genet.. 12. 1253-1260 (2003)
• [Publications] Takata, K., Yoshida, H., Yamaguchi, M., Shimanouchi, K., et al.: "Drosophila damaged DNA binding protein 1 (D-DDB1) is an essential factor for development"Genetics. (In press). (2004)
• [Publications] Yamaguchi, M., Hirose, F., Inoue Y.H., Ohno, K., Yoshida, H., et al.: "Genetic Link between p53 and Genes Required for Formation of the Zonula Adeherens Junction"Cancer Sci.. (In press). (2004)
• [Publications] 山口政光, 加藤容子: "増殖関連遺伝子の制御機構.発生における細胞増殖制御(竹内隆・岸本健雄編)"シュプリンガーフェアラーク東京. 198 (2004)