2017 Fiscal Year Research-status Report

Analysis of chromosome dynamics during embryo development

Research Project

Project/Area Number	17K08144
Research Institution	Institute of Physical and Chemical Research
Principal Investigator	橋本周国立研究開発法人理化学研究所, 多細胞システム形成研究センター, 客員研究員 (30570949)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	北島智也国立研究開発法人理化学研究所, 多細胞システム形成研究センター, チームリーダー (00376641)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords	Live cell imaging / 体外受精卵 / ウシ / 異常分裂
Outline of Annual Research Achievements	体外受精胚の染色体異常の発生時期として、配偶子と初期発生の二つに大別できる。配偶子形成に由来する染色体異常の主要なものとして卵母細胞の減数第一分裂における染色体分配エラーがあげられ、申請者らと英国のグループは共焦点顕微鏡により卵母細胞における染色体分配エラーは弱まった染色体接着にあるという直接的証拠を示した。これは母体老化にともなう染色体接着因子コヒーシンの減少によるものと考えられる。また、ヒト胚における染色体異常の発生原因の一つとして、雌雄両前核を有する受精卵が2細胞期に移行する第一卵割において両核の融合が起こらず、染色体が異常分裂することを共焦点顕微鏡により明らかにした(HashimotoらFertil Steril 2016)。この異常分裂胚は一見、形態良好であり、細胞分裂が順調に進行するため、従来の可視光のみの顕微鏡観察では正常な胚と判断されていた。本研究では受精直後のウシ胚の染色体と微小管を可視化し、着床前期の発生における染色体挙動を共焦点顕微鏡により記録した。その結果、第一卵割において雌性前核と雄性前核とが融合せず、染色体が分裂することがヒト受精卵と同様にウシ受精卵でも観察された。その際、分裂期の時間が遅延していた。また、この異常分裂胚は8から１６細胞期までは順調に細胞分裂を繰り返し、可視光のみの顕微鏡観察では正常な胚と識別することは難しかった。次に染色体を可視化する卵母細胞の培養条件を変えて場合でも、またRNAを注入するタイミングを体外受精前に変更しても同様の現象が生じることが確認された。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 大阪市立大学に移動したため、機器の移設、導入に手間取り、また事務手続きにも時間がかかり、実験が中断したため。
Strategy for Future Research Activity	どのように第一卵割において雌性前核と雄性前核とが融合せず、染色体が分裂するかを明らかにする。核膜消失時の両前核の位置ならびに距離を測定する。両前核が核膜消失の時期に向けて、接合子の中心部に移動しないことが融合しない原因と推測している。仮に距離が離れていることが明らかになった場合、前核を細胞質中央部に移動させる機構をベースに解析を進める。