卵母細胞に特有な動原体の役割

2018 年度 実績報告書

• 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, 生命機能科学研究センター, 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 / 紡錘体 / 染色体分配 / 動原体

研究実績の概要

本研究では、卵母細胞の減数第一分裂に特有の動原体の役割を明らかにすることを目的とした。卵母細胞は中心体を持たないため、特別な機構で紡錘体が形成されると考えられている。まず、マウス卵母細胞における確立したライブイメージングと3D画像解析手法を用いて、紡錘体が両極化される過程を定量的に記述した。その結果、減数第一分裂では数時間かけて徐々に紡錘体が両極化されるのに対し、減数第二分裂においては数十分間という短い時間で迅速に両極化されることを明らかにした。このことは、減数第一分裂と第二分裂の間で、紡錘体両極化のロジックに本質的な違いがあることを示唆していた。次に、マウス卵母細胞の減数第一分裂においては、紡錘体の両極化には動原体機能が必要とされることを明らかにした。興味深いことに、減数第二分裂においては、紡錘体の両極化には動原体機能は必須ではなかった。このことから、動原体機能への依存性の違いが、減数第一分裂と第二分裂の間での紡錘体両極化のロジックの違いを反映していることが考えられた。減数第一分裂と第二分裂の卵母細胞を融合させる実験から、このロジックの違いは減数第二分裂の細胞質が担っていることを見出した。さらに動原体が紡錘体両極化に果たす役割を明らかにするため、動原体に局在する微小管制御因子を探索したところ、複数の因子を見出した。これらの因子の活性を元に動原体における微小管の挙動についてシミュレーションを行ったところ、減数第一分裂と第二分裂における紡錘体形成のロジックの違いを説明できる知見を得た。これらの結果から、卵母細胞で動原体が果たす特有の役割の一つは、減数第一分裂特異的な紡錘体両極化を可能にすることであると考えられる。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Suppression of autophagic activity by Rubicon is a signature of aging. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakamura S., Oba M., Suzuki M., Takahashi A., Yamamuro T., Fujiwara M., Ikenaka K., Minami S., Tabata N., Yamamoto K., Kubo S., Tokumura A., Akamatsu K., Miyazaki Y., Kawabata T., Hamasaki M., Fukui K., Sango K., Watanabe Y., Takabatake Y., Kitajima T.S., Okada Y., Mochizuki H., Isaka Y., Antebi A. and Yoshimori T.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 10 ページ: 847
  • DOI: 10.1038/s41467-019-08729-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Single nucleolus precursor body formation in the pronucleus of mouse zygotes and SCNT embryos. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kyogoku H., Wakayama T., Kitajima, T.S., and Miyano T.
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 13 ページ: e0202663
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0202663
  • 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 Oocytes. (2018)
  • 著者名/発表者名: Ding, Y., Kaido, M., Llano, E., Pendas, A.M., and Kitajima, T.S.
  • 雑誌名: Current Biology 巻: 28 ページ: 1661-1669
  • DOI: 10.1016/j.cub.2018.04.019
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 哺乳類卵母細胞における染色体分配―細胞の特異性に対する染色体分配の恒常性と破綻を理解する (2018)
  • 著者名/発表者名: 北島智也
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 36 ページ: 157-162
• [学会発表] Causes of aneuploidy in eggs (2019)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Kitajima
  • 学会等名: International Society for transgenic Technologies
  • 国際学会 / 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 (2019)
  • 著者名/発表者名: 北島 智也
  • 学会等名: 第１５回東海ARTカンファレンス
  • 招待講演
• [学会発表] マルチカラー動画解析から迫る卵子の染色体分配のしくみ (2018)
  • 著者名/発表者名: 北島 智也
  • 学会等名: 第36回日本染色体遺伝子検査学会総会・学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 卵、胚の細胞サイズと染色体安定性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 北島 智也
  • 学会等名: 新学術領域研究成果取りまとめ公開シンポジウム「生殖細胞のエピゲノムダイナミクスとその制御」
  • 招待講演
• [学会発表] A unique role of kinetochores in mammalian oocytes (2018)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Kitajima, Shuhei Yoshida
  • 学会等名: Meiosis Gordon Research Conference 2018
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Causes of aneuploidy in eggs (2018)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Kitajima
  • 学会等名: The School of Life Sciences and Biotechnology (SLSB) Seminar, Shanghai Jiao Tong University
  • 招待講演
• [学会発表] Roles of kinetochores in mammalian oocytes (2018)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Kitajima
  • 学会等名: 117th International Titisee Conference From oocyte to embryo -illuminating the origins of life
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] Mouse Oocyte Development (2018)
  • 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] Mitosis and Meiosis Part A (2018)
  • 著者名/発表者名: Kyogoku H., Yoshida S., and Kitajima T.S. 他
  • 総ページ数: 474
  • 出版者: Elsevier
  • ISBN: 978-0-12-814144-1
• [備考] 理化学研究所 生命機能科学研究センター 染色体分配研究チーム
  • URL: https://www.bdr.riken.jp/jp/research/labs/kitajima-t/index.html
• [備考] 染色体分配研究チーム
  • URL: http://www.cdb.riken.jp/lcs/
• [備考] 理化学研究所 染色体分配研究チーム
  • URL: http://www.riken.jp/research/labs/bdr/chromo_segr/