メダカを用いた生殖細胞突然変異成立機構の解明

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11236204
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 嶋 昭紘 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (60011590)
• キーワード: 生殖細胞突然変異 / メダカ / ゲノム安定性保持機構 / 特定座位法 / 自然突然変異率 / 精原細胞 / 細胞死 / P53

研究概要

ヒメダカの責任遺伝子bをメダカで初めてポジショナルクローニング法によって単離した。また、これまで蓄積されてきたγ線やENUで誘発したb遺伝子座の生殖細胞突然変異を分子レベル(Fukamachi et al.,2001)および表現型レベル(Shimada et al.,2002)で解析した。
次にメダカ特定座位法は発生初期に変異体を同定できるため、欠失型の変異を効率よく検出できることを利用し、自然突然変異率の雌雄差を4つの系統について調べた。その結果、雌生殖細胞の自然突然変異率が雄生殖細胞のそれよりも数倍から数十倍高いことがわかった。DNAレベルの変異を解析した結果、染色体の切断や染色体全体の欠失が生じていることが示唆された。染色体切断が自然状態で高頻度に生じる現象は脊椎動物では初めての報告である。しかしこのような変異体のほとんどは発生過程で死亡し、生まれてくる変異体で比べれば雌雄の変異率ほぼ同じであった(雌8.4x10^<-6>/locus、雄7.5x10^<-6>/locus)。つまりメダカの雌の生殖細胞ゲノムは雄に比べて不安定であり、染色体変異を多発するにもかかわらず、そのほとんどは発生過程で淘汰されていることがわかった。
さらに、メダカは精原細胞が組織学的に観察しやすいことを利用し、幹細胞から分化型精原細胞に分化した直後の細胞がγ線照射によって極めて細胞死を起こしやすく、この過程にp53が関与していることを明らかにした(Kuwahara et al.,2002)。またゲノム安定性機構にかかわるATM, rad51,DNA-PKなどの遺伝子を単離した。

研究成果

• [文献書誌] Fukamachi, S., Shimada, A., Shima, A.: "Mutations in the gene encoding B, a novel transporter protein, reduce melanin content in medaka"Nature Genetics. 28. 381-385 (2001)
• [文献書誌] Shimada, A., Shima, A.: "High incidence of mosaic mutations induced by irradiating germ cells of the Medaka fish, Oryzias latipes"Mutation Research. 495. 33-42 (2001)
• [文献書誌] Fukamachi, S., Shimada, A., Naruse, K., Shima, A.: "Genomic analysis of gamma-ray induced germ cell mutations at the b-locus recovered from the medaka specific-locus test"Mutation Research. 458. 19-29 (2001)
• [文献書誌] Kuwahara, Y., Shimada, A., Mitani, H., Shima A.: "A critical stage in spermatogenesis for radiation-induced cell death in the medaka fish, Oryzias latipes"Radiation Research. (in press). (2001)
• [文献書誌] Shima, A., Shimada, A.: "The Medaka as a model for studying germ-cell mutagenesis and genomic instability"Marine Biotecnology. 3. S162-S167 (2001)