研究課題
基盤研究(B)
卵子や胚の耐凍性には、細胞膜の水透過性や耐凍剤透過性が深く関与している。水や耐凍剤が細胞膜の内外を移動する経路には、リン脂質二重膜を介した緩やかな単純拡散と、チャンネルを介した速やかな促進拡散がある。本研究では、様々な動物種における卵子や胚の細胞膜透過性と耐凍性の関係を探った。哺乳動物のモデルとしてマウスを用い、種々の成熟・発生段階の卵子や胚の細胞膜透過性を、水・耐凍剤チャンネルの発現の観点からしらべた。その結果、卵子と初期卵割胚では、主に単純拡散によって水や耐凍剤が移動するのに対し、桑実胚では、水・耐凍剤チャンネルであるAQP3が水や一部の耐凍剤の透過に深く関与していることがわかった。凍結保存が困難な、魚類と両生類の卵子について、耐凍特性をしらべた。魚類のモデルとしてメダカとゼブラフィッシュを用いた。いずれも、未成熟卵子の水透過性と耐凍剤透過性が成熟卵子の透過性と比べて高かった。未成熟卵子にAQP3のcRNAを注入してAQP3を一時的に大量発現させた結果、水透過性と耐凍剤透過性はさらに向上した。両生類のモデルとして用いたアフリカツメガエル未成熟卵子においても、AQP3の発現により細胞膜透過性が向上した。しかし、これらの卵子は、哺乳動物の卵子と比べると体積が約1000倍大きいことから、凍結保存を実現するためには、細胞膜透過性の更なる向上が必要であると考えられた。昆虫胚のモデルとして、キョウソヤドリコバチの単為発生胚を用い、凍結保存の可能性をしらべた。ワックス層を除去した胚の水透過性とDMSOおよびエチレングリコールに対する透過性は高かった。そこで、エチレングリコール主体のガラス化溶液で凍結保存した結果、融解後、一部(約30%)は幼虫にまで発育した。したがって、キョウソヤドリコバチ胚の凍結保存は可能であると考えられた。
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