初期の胚発生過程において染色体分配異常の頻度が変化する原因の解明

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K15811
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 京極 博久 神戸大学, 農学研究科, 助教 (20726038)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 微小管 / 卵母細胞 / 初期胚 / 紡錘体

Outline of Annual Research Achievements

細胞は分裂の際に娘細胞に染色体を正確に分配し，遺伝情報を維持する。ところが，哺乳類の卵母細胞の減数第一分裂や初期の胚発生過程においては，染色体が不均等に分配される頻度がほかの分裂に比べ非常に高いことが知られている。このような染色体の分配異常が，ダウン症など重篤な先天性疾患や不妊の主要な原因と考えられている。この不均等分配の頻度は母体の年齢に大きく影響を受けることが分かっており，そのリスクは現代社会における少子化の一因であるとも考えられるが，なぜ卵母細胞や初期胚において染色体の不均等分配の頻度が高いのかは長い間わかっていない。卵母細胞や受精卵は体細胞に比べて非常に大きな細胞質を持ちます。そこで，この細胞質量の変化が染色体分配異常の頻度を変化させていると考え，紡錘体を主に構成している微小管に着目して研究を行った。最初に，顕微操作により細胞質サイズや核/細胞質比（N/C Ratio）を変化させた卵母細胞を作成し，それらに対して光活性化-GFP-Tubulinを用いた高解像度ライブイメージング解析により，安定な動原体微小管とその他の微小管成分を分けて解析した。その結果，卵母細胞と初期胚において核/細胞質比（N/C Ratio）が微小管安定性を変化させていることが明らかとなった。次に初期胚は胚発生に伴ってN/C Ratioが変化することから，初期胚を用いて，同様の実験を行った。その結果，胚発生においても細胞質サイズの変化に伴って微小管の安定性が変化することを確認した。そこで，動原体微小管安定化因子を同定のため質量分析法を用いたスクリーニングを行いいくつかの候補タンパク質を発見した。これらの候補タンパク質にGFPタグをつけたものを作成し，発現させ局在が核にあるものを同定した。さらに，そのタンパク質に対するノックアウトマウスを作成し詳細なメカニズムの解析を行った。