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2017 年度 実績報告書

卵母細胞に特有な動原体の役割

研究課題

研究課題/領域番号 16H06161
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

北島 智也  国立研究開発法人理化学研究所, 多細胞システム形成研究センター, チームリーダー (00376641)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード卵母細胞 / 減数分裂 / 染色体分配 / 紡錘体
研究実績の概要

本研究は、卵母細胞の減数第一分裂において特有の動原体の役割を明らかにすることを目的とする。多くの生物の卵母細胞は中心体を持たないため、これらの細胞ではほとんどの動物細胞とは異なり、特殊な機構で紡錘体が形成されると考えられている。しかしながら、中心体のない細胞でどのように紡錘体が形成されるのかは、いまだ明らかではない点が多い。
そこで本研究では、マウス卵母細胞において動原体の機能を破壊し、紡錘体の形成にどのような影響があるかを調べた。高解像度ライブイメージングにより紡錘体の形成過程を記録し、定量的な解析を行うことで、動原体破壊による影響を見出した。動原体がどのように紡錘体形成に関わるかを調べたところ、動原体因子の予想外のドメインが紡錘体形成に貢献することを見出した。このドメインと相互作用する因子を探索したところ、微小管制御因子が同定され、この因子は卵母細胞において動原体に局在することが分かった。
次に、減数第一分裂と第二分裂における紡錘体形成機序の相違点を明らかにするため、第一分裂の卵母細胞と第二分裂の卵母細胞を融合させ、その後の紡錘体形成をライブイメージングによりモニターした。動原体の機能破壊も合わせた実験から、減数第一分裂と第二分裂の紡錘体形成は異なる必要性を持つことを明らかにした。
さらに、減数第一分裂と第二分裂で紡錘体形成の必要性が異なることについてより詳細な理解を得るため、動原体とその相互作用因子の機能を考慮に入れたシミュレーション系を構築中である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

当初に計画した実験である、マウス卵母細胞における減数第一分裂と第二分裂の紡錘体形成過程の定量的比較、動原体の機能破壊が紡錘体形成におよぼす影響、動原体による紡錘体形成の貢献を仲介する候補因子の同定、第一分裂と第二分裂の卵母細胞の融合実験を終え、それらから得られた知見に基づくシミュレーションに着手している。これまでに得た知見はいくつかの予想外のことを含んでおり、新規の紡錘体形成機構の理解につながる可能性が高い。

今後の研究の推進方策

動原体で紡錘体形成を促進させる因子について卵母細胞特異的な遺伝子ノックアウトを行い、その表現型をライブイメージングにより定量的に記述する。また、その他の微小管制御因子が動原体に局在して機能する可能性を検討する。並行して、シミュレーション系の構築を行い、これにより減数第一分裂と第二分裂で紡錘体の形成機序が異なる合理性について検討する。これらの研究から、卵母細胞において動原体が特異的に果たす役割の一つを明確にする。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 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 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 7件、 招待講演 13件) 図書 (2件) 備考 (3件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [雑誌論文] Mechanisms of kinetochore-microtubule attachment errors in mammalian oocytes2018

    • 著者名/発表者名
      Kitajima Tomoya S.
    • 雑誌名

      Development, Growth & Differentiation

      巻: 60 ページ: 33~43

    • DOI

      https://doi.org/10.1111/dgd.12410

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Post-anaphase SUMO Pathway Ensures the Maintenance of Centromeric Cohesion through Meiosis I-II Transition in Mammalian Oocytes2018

    • 著者名/発表者名
      Ding Yi、Kaido Masako、Llano Elena、Pendas Alberto M.、Kitajima Tomoya S.
    • 雑誌名

      Current Biology

      巻: - ページ: -

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.cub.2018.04.019

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Large Cytoplasm Is Linked to the Error-Prone Nature of Oocytes2017

    • 著者名/発表者名
      Kyogoku Hirohisa、Kitajima Tomoya S.
    • 雑誌名

      Developmental Cell

      巻: 41 ページ: 287-298

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.devcel.2017.04.009

    • 査読あり
  • [学会発表] 卵子の染色体異常の原因2017

    • 著者名/発表者名
      北島智也
    • 学会等名
      東京大学大学院薬学系研究科主催講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] The causes of chromosome segregation errors in mammalian oocytes2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Kitajima
    • 学会等名
      Gordon Research Conference, Chromosome Dynamics
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The origins of meiotic chromosome segregation errors in mammalian oocytes2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Kitajima
    • 学会等名
      EMBO Workshop: Dynamic Kinetochore
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The causes of chromosome segregation errors in oocytes2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Kitajima
    • 学会等名
      The 2nd Meeting on SMC proteins
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ライブイメージングで探る卵子の染色体数異常の原因2017

    • 著者名/発表者名
      北島智也
    • 学会等名
      第35回日本受精着床学会総会・学術講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] Cell Biological causes of aneuploidy in eggs2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Kitajima
    • 学会等名
      The international Research Symposium on Regulation of Germ Cell Development in vivo and in vitro
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A unique role of kinetochores in mammalian oocytes2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Kitajima, Shuhei Yoshida
    • 学会等名
      EMBO Conference on Meiosis 2017
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Cell biological causes of aneuploidy in eggs.2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Kitajima
    • 学会等名
      The 11th Congress of the Pacific Society for Reproductive Medicine (PSRM2017)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Roles of large cytoplasmic size of eggs2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Kitajima
    • 学会等名
      The 27th Hot Spring Harbor International Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 卵子の染色体数異常の原因2017

    • 著者名/発表者名
      北島智也
    • 学会等名
      京都大学生物物理学セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] 卵母細胞における染色体分配エラーの原因2017

    • 著者名/発表者名
      北島智也
    • 学会等名
      第2回eurofin学術セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] 卵子の染色体数異常の細胞生物学的な原因2017

    • 著者名/発表者名
      北島智也
    • 学会等名
      日本人類遺伝学会第62回大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 卵子の巨大な細胞質サイズの役割2017

    • 著者名/発表者名
      北島智也
    • 学会等名
      Symposium on Epigenome Dynamics and Regulation in Germ Cells
    • 招待講演
  • [図書] Mouse Oocyte Development2018

    • 著者名/発表者名
      Courtois A., Solc P., and Kitajima T.S. 他
    • 総ページ数
      171
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      978-1-4939-8602-6
  • [図書] Methods in Cell Biology2018

    • 著者名/発表者名
      Hirohisa Kyogoku, Shuhei Yoshida, Tomoya S. Kitajima
    • 総ページ数
      -
    • 出版者
      Elsevier
  • [備考] 理化学研究所 染色体分配研究チーム HP

    • URL

      http://www.cdb.riken.jp/lcs/index.html

  • [備考] 理化学研究所HP 染色体分配研究チーム紹介ページ

    • URL

      http://www.riken.jp/research/labs/bdr/chromo_segr/

  • [備考] 理化学研究所 生命機能科学研究センターHP 染色体分配研究チーム紹介ページ

    • URL

      https://www.bdr.riken.jp/jp/research/labs/kitajima-t/index.html

  • [学会・シンポジウム開催] EMBO Conference on Meiosis 20172017

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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