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

• 研究課題/領域番号: 15570006
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 遺伝・ゲノム動態
• 研究機関: 京都工芸繊維大学
• 研究代表者: 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)
• 研究分担者: 山口 政光 京都工芸繊維大学, 繊維学部, 教授 (00182460)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円); 2004年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円); 2003年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
• キーワード: ショウジョウバエ / 減数分裂 / サイクリン / 雄 / オーロラB / 細胞分裂 / G2 / M期進行 / LARP / Polo / 染色体凝縮 / Aurora B / LA様タンパク

研究概要

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と信じられている。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、減数分裂や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。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する。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。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。mtr遺伝子産物は、機能未知なLARPタンパクのショウジョウバエホモログであった。MTRタンパクは、減数分裂前の成長期には細胞質に存在しているが、減数分裂の直前に核へ進入する。前中期では中心体に、中期以降はスピンドル上に局在が認められる。MTRタンパクは適切なタイミングで減数分裂が始めるように抑制的な役割を担っていると考えられる。mtr変異体では、この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。またmtr突然変異体では減数分裂の際にスピンドルにも形態異常を認めた。このため染色体の不均等分配が高頻度におこる。さらにmtr^W変異体が産む卵においても、分裂前期において核構造の異常、中心体分離の阻害、スピンドル形態の異常が認められ、染色体分配が欠損することがわかった。この結果は体細胞においてもMTRがM期に重要な役割をもつ可能性を示唆する。

研究成果

• [雑誌論文] Drosophila damaged DNA binding protein 1 (D-DDB1) is an essential factor for development. (2005)
  • 著者名/発表者名: Takata, K., Yoshida, H., Yamaguchi, M., et al.
  • 雑誌名: Genetics in press
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Mutation in orbit/mast, reveal that the central spindle is comprised of two microtubule populations ; those that initiate cleavage and those that propagate furrow ingression. (2004)
  • 著者名/発表者名: Inoue Y.H., Savoian, M., Suzuki, T., et al.
  • 雑誌名: J.Cell Biol. 166 ページ: 49-60
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Genetic link between p53 and genes required for formation of the zonula adherens junction. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi M, Hirose F, Inoue Y.H et al.
  • 雑誌名: Cancer Sci. 95 ページ: 436-441
  • NAID: 10013723115
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] DREF is required for EGFR signaling during Drosophila wing vein development. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, H., Kwon, E., Hirose, F., et al.
  • 雑誌名: Genes to Cells 9 ページ: 935-944
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Genetic link between p53 and genes required for formation of the zonula adherens junction. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi M, Hirose F, Inoue Y.H, Ohno K, Yoshida H, Hayashi Y, Deak P, Matsukage A.
  • 雑誌名: Cancer Sci. 95 ページ: 436-441
  • NAID: 10013723115
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Redox regulation of DNA binding activity of DREF in Drosophila. (2004)
  • 著者名/発表者名: Choi, T.-Y., Park, S.Y., Kang, H.-S., Cheong, J.-H., Kim, H.-D., Lee, B.L., Hirose, F., Yamaguchi, M., Yoo, M.-A.
  • 雑誌名: Biochem.J. 378 ページ: 833-838
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Transcriptional regulation of the Drosophila caudal homeobox gene by the DRE/DREF system. (2004)
  • 著者名/発表者名: Choi, Y.-J., Choi, T.-Y., Yamaguchi, M., Matsukage, A., Kim.Y-S., Yoo, M.-A.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 32 ページ: 3734-3742
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] DREF is required for EGFR signaling during Drosophila wing vein development. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, H., Kwon, E., Hirose, F., Otsuki, K., Yamada, M., Yamaguchi, M.
  • 雑誌名: Genes to Cells 9 ページ: 935-944
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Armadillo/Pangolin regulates PCNA and DREF promoter activities. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kwon E., Hayashi, Y.Otsuki, K., Hirose, F., Nishida, Y., Yoo, M.-A., Yamaguchi, M.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Acta. 1679 ページ: 256-262
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Damaged DNA binding protein 1 in Drosophila defense reactions. (2004)
  • 著者名/発表者名: Takata, K., Shimanouchi, K., Yamaguchi, M., Murakami, S., Ishikawa, G, Takeuchi, R., Kanai, Y., Ruike, T., Nakamura, R., Abe, Y., Sakaguchi, K.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 323 ページ: 1024-1031
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Characterization of dRFX2, a novel RFX family protein in Drosophila. (2004)
  • 著者名/発表者名: Otsuki, K., Hayashi, Y., Kato, M., Yoshida, H., Yamaguchi, M.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 32 ページ: 5636-5648
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Mutation in orbit/mast, reveal that the central spindle is comprised of two microtubule populations ; those that initiate cleavage and those that propagate furrow ingression. (2004)
  • 著者名/発表者名: Inoue Y.H., Savoian, M., Suzuki, T., Yamamoto, M., Glover, D.M.
  • 雑誌名: J.Cell Biol. 166 ページ: 49-60
• [雑誌論文] Genetic Link between p53 and genes required for formation of the zonula adeherens junction. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, M., Hirose, F., Inoue Y.H., Ohno, K., Yoshida, H., Hayashi, Y., Deak, P., Matsukage, A
  • 雑誌名: Cancer Sci. 95 ページ: 436-441
• [雑誌論文] DREF is required for EGFR signaling during Drosophila wing vein development. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, H., Kwon, E., Hirose, F., Yamada, M., Yamaguchi, M.
  • 雑誌名: Genes to Cells 9 ページ: 935-944
• [雑誌論文] Characterization of dRFX2, a novel RFX family protein in Drosophila. (2004)
  • 著者名/発表者名: Otsuki, K., Hayashi, Y., Yoshida, H., Yamaguchi, M
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 32 ページ: 5636-5648
• [雑誌論文] Transcriptional regulation of the Drosophila caudal homeo box gene by the DRE/DREF system. (2004)
  • 著者名/発表者名: Choi, Y.-J., Choi, T.-Y., Yamaguchi, M., Matsukage, A., Kim.Y.-S., Yoo, M.-A.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 32 ページ: 3734-3742
• [雑誌論文] Drosophila damaged DNA binding protein 1 (D-DDB1) is an essential factctor for development. (2004)
  • 著者名/発表者名: Takata, K., Yoshida, H., Yamaguchi, M., Sakaguchi, K
  • 雑誌名: Genetics 168 ページ: 855-565
• [雑誌論文] Spatio-temporal expression of Drosophila mitochondrial transcription factor A during development. (2003)
  • 著者名/発表者名: Takata, K, Inoue, Y.H., Hirose, F., et al.
  • 雑誌名: Cell Biology International 27 ページ: 361-374
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Orbit/Mast, the CLASP orthologue of Drosophila, is required for asymmetric stem cell and cystocyte divisions and development of the polarised microtubule network that interonnects cocyte and nurse cells oogenesis, (2003)
  • 著者名/発表者名: Mathe, E., Inoue, Y.H., Glover, D.M
  • 雑誌名: Development 130 ページ: 901-915
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Transcription control of a gene for Drosophila transcription factor, DREF by DRE and cis-elements conserved between Drosophila melanogaster and virilis. (2003)
  • 著者名/発表者名: Kwon, E., Seto, H., Hirose, F., et al.
  • 雑誌名: Gene 309 ページ: 101-116
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Spatio-temporal expression of Drosophila mitochondrial transcription factor A during development. (2003)
  • 著者名/発表者名: Takata, K, Inoue, Y.H., Hirose, F., Murakami, S., Shimanouchi, S., Sakimoto, I., Sakaguchi, K.
  • 雑誌名: Cell Biology International 27 ページ: 361-374
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Orbit/Mast, the CLASP orthologue of Drosophila, is required for asymmetric stem cell and cystocyte divisions anddevelopment of the polarized microtubule network that interconnects oocyte and nurse cells during oogenesis. (2003)
  • 著者名/発表者名: Mathe, E., Inoue, Y.H., Palframan, W., Brown, G., Glover, D.M.
  • 雑誌名: Development 130 ページ: 901-915
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Transcription control of a gene for Drosophila transcription factor, DREF by DRE and cis-elements conserved between Drosophila melanogaster and virilis. (2003)
  • 著者名/発表者名: Kwon, E., Seto, H., Hirose, F., Ohshima, N., Takahashi, Y., Nishida, Y., Yamaguchi, M.
  • 雑誌名: Gene 309 ページ: 101-116
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Prevention of polyglutamine oligomerization and neurodegeneration by the peptide inhibitor QBP1 in Drosophila. (2003)
  • 著者名/発表者名: Nagai, Y., Fujikake, N., Ohno, K., Higashiyama, H., Popiel, H.A., Rahadian, J., Yamaguchi, M., Strittmatter, W.J., Burke, J.R., Toda, T.
  • 雑誌名: Hum.Mol.Genet. 12 ページ: 1253-1260
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Tandem duplication of alkaline phosphatase genes and polymorphism in the intergenic sequence in Bombyx mori. (2003)
  • 著者名/発表者名: Itoh, M., Inoue, T., Kanamori, Y., Nishida, S., Yamaguchi, M.
  • 雑誌名: Mol.Gen.Genomics 270 ページ: 114-120
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Drosophila damaged DNA binding protein 1(D-DDB1) is an essential factor for development.
  • 著者名/発表者名: Takata, K., Yoshida, H., Yamaguchi, M., Shimanouchi, K., Murakami, S., Sakaguchi, K.
  • 雑誌名: Genetics (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [図書] 発生における細胞増殖制御 (2004)
  • 著者名/発表者名: 山口政光, 加藤容子
• [図書] 遺伝子の転写:ショウジョウバエの形質転換(名取俊二編) (2003)
  • 著者名/発表者名: 井上喜博, 西田育巧
  • 出版者: 広川書店
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 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)
• [文献書誌] 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)
• [文献書誌] 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)
• [文献書誌] 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)
• [文献書誌] 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)
• [文献書誌] 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)
• [文献書誌] 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)