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3倍体プラナリアの有性生殖を可能にする減数分裂における染色体削減の雌雄差

研究課題

研究課題/領域番号 18K06352
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分45010:遺伝学関連
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

松本 緑  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (00211574)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード有性生殖 / 減数分裂 / 3倍体 / プラナリア / 染色体削減 / 染色体分配 / 中心体 / シナプトネマ複合体 / SYCP1 / 倍数性 / 性差
研究成果の概要

有性生殖プラナリアでは体細胞性全能性幹細胞ネオブラストから生殖細胞が形成される。有性生殖が可能な3倍体プラナリアでは、精子が1倍体であるのに対して、雌性生殖細胞系列は減数第一分裂中期まで3倍体が維持されている。
FACSにより3倍体個体の精巣領域細胞の核相を調べたところ、4nの細胞のみが存在したことから、ネオブラストから精原細胞に分化する際に1セット削減され2倍体となっていた。一方、卵母細胞の分裂装置中の紡錘体と染色体の挙動を観察すると、減数第一分裂では3セットのうち2セットの染色体が分裂装置に組み込まれ、対合・分配するが、対合しない1価染色体は分裂装置から外れているが、微小管とは結合していた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

真核生物には2倍体のものが多いが、異数体も存在する。3倍体個体は減数分裂対合時に異常が発生して正常な2価染色体が出きないために正常な配偶子ができず、有性生殖できないというのが生物学の常識である。
研究代表者はプラナリアでは3倍体個体でも減数分裂を行い、ゲノムの混合を伴う有性生殖を行うことを発見した。本課題では、生物学の常識を覆し、3倍体プラナリアの雌性生殖細胞が行う減数分裂を分子レベルで明らかにすることができた。これは学術的意義が十分に高い成果であると研究代表者は考えている。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2021 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Stowers Institute for Medical Research(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Co-localization of DrPiwi-1 and DrPiwi-2 in the oogonial cytoplasm is essential for oocyte differentiation in sexualized planarians2021

    • 著者名/発表者名
      Chiaki Kimoto, Haruka Nakagawa, Reiko Hasegawa, Hanae Nodono, Midori Matsumoto
    • 雑誌名

      Cells & Development

      巻: 167 ページ: 203710-203710

    • DOI

      10.1016/j.cdev.2021.203710

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Enzyme kinetics of dUTPase from the planarian Dugesia ryukyuensis2019

    • 著者名/発表者名
      Md. Shahanoor Alam, Hideaki Moriyama and Midori Matsumoto
    • 雑誌名

      BMC Research Notes

      巻: 12 号: 1 ページ: 163-163

    • DOI

      10.1186/s13104-019-4191-6

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Comparison of Sexual Reproductive Behaviors in Two Species of Macrobiotidae (Tardigrada: Eutardigrada)2019

    • 著者名/発表者名
      Kenta Sugiura, Hiroki Minato, Atsushi C Suzuki, Kazuharu Arakawa, Takekazu Kunieda, Midori Matsumoto
    • 雑誌名

      Zoological Science

      巻: 36 号: 2 ページ: 120-127

    • DOI

      10.2108/zs180103

    • NAID

      210000187074

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 3倍体プラナリアの雌性減数分裂における染色体分配機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      鏑木百、松本緑
    • 学会等名
      日本動物学会第90回大阪大会、1F1600、大阪、2019年9月、口頭発表
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 3倍体プラナリアの雌性減数分裂における染色体分配機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      鏑木百、松本緑
    • 学会等名
      日本分子生物学会年会福岡大会 3P-0388 福岡 2019年12月 ポスター発表
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 3倍体プラナリアの雌性減数分裂における染色体分配機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      鏑木百、松本緑
    • 学会等名
      日本分子生物学会年会福岡大会 3PW-20-3 福岡 2019年12月 シンポジウム発表
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 3倍体プラナリアの雌性減数分裂における染色体分配機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      鏑木百, 松本緑
    • 学会等名
      日本動物学会 関東支部会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] The mechanism of female meiosis in triploid sexualized planarian2018

    • 著者名/発表者名
      Momo Kaburaki, Kazuki Nakanishi, Midori Matsumoto
    • 学会等名
      2018 International Planarian Meeting, Wisconsin, USA,
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3倍体プラナリアの雌性減数分裂における染色体削減機構の解明2018

    • 著者名/発表者名
      鏑木百, 中西一輝, 松本緑
    • 学会等名
      日本動物学会 第89回 札幌大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] DrPiwi-2 differentiates neoblests into germ stem cells within the DrPiwi-1 complex2018

    • 著者名/発表者名
      Midori Matsumoto
    • 学会等名
      2018 International Planarian Meeting, Wisconsin, USA,
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Tryptophan induces the proliferation of germ stem cells in planarians2018

    • 著者名/発表者名
      Midori Matsumoto
    • 学会等名
      The 15th International Society for Tryptophan Research Conference, Hikone
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] Reproductive strategy: Adapt or go extinct!

    • URL

      https://research-highlights.keio.ac.jp/2019/09/a.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 世界初、3倍体生物が有性生殖を行うことを証明 同時にプラナリアの新奇な減数分裂システムの発見

    • URL

      https://www.keio.ac.jp/ja/press_release/2013/kr7a4300000czeci-att/140121_1.pdf

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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