メダカ属における生殖隔離の分子機構:種間雑種の胚発生異常と不妊の分子細胞学的解析

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11236201
• 研究種目: 特定領域研究(B)
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 山下 正兼 北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (30202378)
• キーワード: 遺伝子組み換え / 種間雑種 / 生殖隔離 / 生殖細胞形成 / 胚発生異常 / 不妊 / MPF / メダカ

研究概要

本研究は雑種の発生異常と不妊の原因分子を特定することで、生殖隔離を保証する分子基盤を明らかにすることを目的に、以下の3点について調べた。
1.メダカ雑間雑種における胚発生異常の分子基盤
雑種胚の発生異常が細胞分裂の主要調節因子であるMPFの機能不全に起因するか否かを調べるため、ハイナンメダカ、ジャワメダカ、フィリピンメダカ卵巣cDNAライブラリーを作製し、それぞれからMPFの構成成分であるCdc2とサイクリンB(B1とB2の2種)のcDNAクローンを単離した。また、異種のCdc2とサイクリンBで構成されたMPFキナーゼ活性を試験管内で測定するため、バキュロウイルスを用いた組換え蛋白質発現系で得られたcDNAクローンを発現させた。
2.メダカ種間雑種における生殖細胞形成異常による不妊の分子機構
本研究ではニホンメダカとハイナンメダカの雑種における生殖細胞形成異常の原因遺伝子を探索するため、雑種でのみ発現するあるいは発現しないcDNAクローンをサブトラクション法によりクローニングする。現在までに、サブトラクション法に必要なmRNAを両親種および雑種の卵巣及び精巣から単離した。これを用いてサブトラクションライブラリーを作製する。
3.ゲノム再編機構の実験的検証をめざした基礎技術開発
試験管内で作製した精子に遺伝子を導入し、これで受精させることで、簡便に効率的なトランスジェニックメダカ作製技術の開発をめざす本研究では、まず、遺伝子導入精子の作製に着手した。単離したニホンメダカ第一精母細胞に、メダカアクチンプロモーター付LacZ、メダカペプチド鎖伸長因子プロモーター付緑蛍光蛋白質(GFP)、ゼブラフィッシュアクチンプロモーター付GFPをセルフェクチン法で導入することを試みた。しかし、いずれの遺伝子においても発現が認められなかった。

研究成果

• [文献書誌] Takashi Iwamatsu: "Studies on fertilization of the teleost. II. Nuclear behavior and changes in histone Hl kinase"Development, Growth & Differentiation. 41. 473-482 (1999)
• [文献書誌] Yoshinao Katsu: "Translational regulation of cyclin B mRNA by 17α, 20β-dihydroxy-4pregnen-3-one(maturation-inducing hormone) during oocyte maturation in a teleost fish, the goldfish"Molecular&Cellular Endocrinology. 158. 79-85 (1999)
• [文献書誌] Takashi Iwamatsu: "Studies on fertilization in the teleost. III. The relationship between nuclear behavior and the histone Hl Kinase activity in anesthetized medaka eggs"Developmental Genetics. 25. 137-145 (1999)
• [文献書誌] Masakane Yamashita: "Molecular mechanisms of the initiation of oocyte maturation : General and species-specific aspects"Progress in Cell Cycle Research. 4. 115-129 (2000)
• [文献書誌] Koichi Mita: "Differential expression of cyclins B1 and B2 during medaka (Oryzias latipes) spermatogenesis"Zoological Science. 17(in press). (2000)
• [文献書誌] Yohei Shimizu: "Requirement of protamine for maintaining nuclear condensation of medaka (Oryzias latipes) spermatozoa shed into water but not for promoting nuclear condensation during spermatogenesis"International Journal of Developmental Biology. 44(in press). (2000)