ショウジョウバエにおけるミトコンドリアの選択的伝達の温度依存性に関する研究

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03640538
• 研究機関: お茶の水女子大学
• 研究代表者: 松浦 悦子 お茶の水女子大学, 理学部, 助手 (00111691)
• 研究分担者: 仁木 雄三 茨城大学, 理学部, 助教授 (00134164)
• キーワード: ショウジョウバエ / ミトコンドリア伝達 / ミトコンドリアDNA / ヘテロプラズミ-

研究概要

D.melanogasterにおいて、生殖細胞質の移植により作成したヘテロプラズミ-系統では、ミトコンドリアDNA(mtDNA)の伝達は飼育温度に依存して選択的であることを、既に報告している。この選択における核ゲノムとmtDNAの両方の要因を明らかにするために、D.melanogasterとD.mauritianaを用いて、以下の実験を行った。
1.D.melanogasterとD.mauritianaのmtDNAが共存する場合には、用いるD.melanogasterの核ゲノムにより選択の温度依存性は異なる。そのような2系統間の交配により、ミトコンドリアは変えずに全染色体を互いに置換した系統を作成した。それぞれにD.mauritianaのmtDNAを導入し、mtDNAの伝達を25℃と19℃で調べているが、D.mauritianaのmtDNAに対して25℃では正、19℃では負の選択を示す系統の核ゲノムは、置換系統においても同様の温度依存性を示した。このことは、選択の温度依存性は核ゲノムにより支配されていることを示吸する。
2.mtDNAに対する選択の温度依存性は発生のどのような時期に顕著であるかを、発生のいくつかの期間についてその期間の飼育温度を変化させてヘテロプラズミ-系統を維持することにより調べた。選択は、ミトコンドリアが非常に活発に増殖すると考えられる卵形成期に最も温度の効果を受け、幼虫期にも効果が認められた。それぞれの発生段階における細胞内の平均のmtDNA量は、核ゲノムとmtDNAの組み合わせに関わらず、温度による大きな差異はみられない。したがって、選択的伝達は共存する2種類のmtDNAの複製に関する性質の違いに基づく可能性が高いと考えられる。
以上の結果は、mtDNAの選択的伝達の温度依存性とmtDNAの複製における核ゲノムとの相互作用が、密接に関連していることを示唆している。分子レベルでのこの機構の解明は、選択的伝達の制御機構の理解に不可欠である。

研究成果

• [文献書誌] Matsuura,E.T.: "Mitochondrial DNA heteroplasmy maintained in natural populations of Drosophila simulans in Reunion." Genetical Research. 57. 123-126 (1991)
• [文献書誌] Matsuura,E.T.: "Selective transmission of mitochondrial DNA in heteroplasmic lines for intraーand interspecific combinations in Drosophila melanogaster." Japanese Jouranal of Genetics. 66. 197-207 (1991)
• [文献書誌] Nagata,Y.: "Temperatureーdependency of electronーtransport activity in mitochondria with exogenous mitochondrial DNA in Drosophila." Japanese Journal of Genetics. 66. 255-261 (1991)
• [文献書誌] Tsujimoto,Y.: "Further study on selective transmission of mitochondrial DNA in heteroplasmic lines of Drosophila melanogaster." Japanese Journal of Genetics. 66. 609-616 (1991)
• [文献書誌] Kondo,R.: "Further observation of paternal transmission of Drosophila mitochondrial DNA by PCR selective amplification method." Genetical Research. (1992)
• [文献書誌] Matsuura,E.T.: "Selective transmission of mitochondrial DNA in Drosophila." Japanese Journal of Genetics. 66. 683-700 (1991)